JP7289844B2 - 関節接合超音波装置における損失パワーを補償するための複素インピーダンスの調整 - Google Patents

関節接合超音波装置における損失パワーを補償するための複素インピーダンスの調整 Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
本願は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ ＣＯＭＰＬＥＸ ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ ＴＯ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＥ ＦＯＲ ＬＯＳＴ ＰＯＷＥＲ ＩＮ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＮＧ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ」と題する２０１８年９月２７日出願の米国仮特許出願第１６／１４４，４１８号に対する利益を主張する。
本願はまた、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する２０１８年３月８日に出願の米国仮特許出願第６２／６４０，４１５号に対する優先権の利益を主張する。
外科環境では、スマートエネルギーアーキテクチャ環境内のスマートエネルギー装置が必要とされる場合がある。超音波メスなどの超音波外科用装置は、これらの固有の性能特性のために、外科処置においてますます広範な用途を見出されている。特定の装置構成及び動作パラメータにより、超音波外科用装置は組織の実質的に同時の横切開及び凝固によるホメオスタシスを提供することができ、望ましくは患者の外傷を最小化する。超音波外科用装置は、超音波トランスデューサを含むハンドピース、並びに組織を切断及び封止するために、遠位に取り付けられたエンドエフェクタ（例えば、ブレード先端部）を有する超音波トランスデューサに連結された器具を含み得る。いくつかの場合では、器具は、ハンドピースに恒久的に取り付けることができる。他の場合では、使い捨て器具又は交換式器具の場合におけるように、器具は、ハンドピースから取り外し可能であることができる。エンドエフェクタは、エンドエフェクタと接触する組織に超音波エネルギーを伝達し、切断及び封止作用を実現する。このような超音波外科用装置は、切開外科用途用、ロボット支援手術を含む腹腔鏡又は内視鏡手術用に構成することができる。
超音波エネルギーは、電気外科処置において使用されるものよりも低い温度を使用して組織を切断及び凝固し、ハンドピースと通信する超音波発生器によってエンドエフェクタに伝達され得る。超音波ブレードは、高周波（例えば、毎秒５５，５００サイクル）で振動して、組織中のタンパク質を変性させて粘着性の凝塊を形成する。ブレード表面によって組織に対して圧力をかけると血管が潰れ、凝塊が止血シールを形成することを可能にする。外科医は、エンドエフェクタによって組織に印加される力による切断速度及び凝固、力が印加される時間、並びに選択されるエンドエフェクタの実行レベルを制御することができる。
超音波トランスデューサは、共振器の電気機械特性を規定する、静電容量を有する第１のブランチ、直列接続されたインダクタンス、抵抗、及び容量を有する第２の「動作」ブランチを含む等価の回路としてモデル化されてもよい。既知の超音波発生器は、発生器駆動信号電流の実質的に全部が動作ブランチ内に流れるように、ある共振周波数において静電容量をチューンアウト（tuning out）するための調整インダクタを含み得る。したがって、調整インダクタを使用することにより、発生器の駆動信号電流は、動作ブランチ電流を表し、したがって、発生器は、その駆動信号を制御して超音波トランスデューサの共振周波数を維持することができる。調整インダクタはまた、発生器の周波数固定能力を改善するために、超音波トランスデューサの相インピーダンスプロットを変換することができる。しかしながら、調整インダクタは、動作共振周波数において、超音波トランスデューサの特定の静電容量と適合しなくてはならない。換言すると、異なる静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる調整インダクタを必要とする。
加えて、いくつかの超音波発生器構造において、発生器駆動信号は、インピーダンスの大きさ及び相測定を複雑化する非対称高調波歪みを呈する。例えば、インピーダンス相測定値の正確性は、電流信号及び電圧信号の高調波歪みにより低減し得る。
その上、騒音環境における電磁干渉が、超音波トランスデューサの共振周波数の固定を維持する発生器の能力を低減し、無効な制御アルゴリズム入力の可能性を増加させる。
組織を処置かつ／又は破壊するために、組織に電気エネルギーを印加するための電気外科用装置はまた、外科手技において、ますます広範な用途が見出されている。電気外科用装置は、ハンドピース及び遠位に取り付けられたエンドエフェクタ（例えば、１つ以上の電極）を有する器具を含んでもよい。エンドエフェクタは、電流が組織内に導入されるように、組織に対して位置決めすることができる。電気外科用装置は、双極又は単極動作用に構成することができる。双極動作中、電流はそれぞれ、エンドエフェクタの作動電極によって組織に導入され、エンドエフェクタの戻り電極によって組織から戻される。単極動作中、電流は、エンドエフェクタの活性電極によって組織に導入され、患者の体に別個に位置する戻り電極（例えば、接地パッド）を介して戻される。組織を流れる電流によって生成される熱は、組織内及び／又は組織間の止血封止を形成してもよく、したがって、例えば、血管を封止するために特に有用であってもよい。電気外科用装置のエンドエフェクタはまた、組織に対して可動である切断部材、及び組織を横切開するための電極を含み得る。
電気外科用装置によって適用される電気エネルギーは、ハンドピースと通信する発生器によって器具へと伝達され得る。電気エネルギーは、無線周波数（ＲＦ）エネルギーの形態であってもよい。ＲＦエネルギーは、ＥＮ６０６０１－２－２：２００９＋Ａ１１：２０１１，Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ２０１．３．２１８－ＨＩＧＨ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹで説明されているように、３００ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内であり得る電気エネルギーの形態である。例えば、単極ＲＦ用途における周波数は、典型的には、５ＭＨｚ未満に制限される。しかしながら、双極ＲＦ用途においては、周波数は、ほぼどのような値であってもよい。２００ｋＨｚ超の周波数は、典型的には、低周波数の電流の使用から生じる神経及び筋肉の不必要な刺激を避けるために、単極用途に使用される。リスク分析が、神経筋刺激の可能性が許容可能なレベルにまで緩和されたと示す場合は、より低い周波数を双極技術に使用することができる。高周波数漏洩電流に関連する問題を最小限に抑えるために、５ＭＨｚ超の周波数は、通常使用されない。一般に、１０ｍＡが、組織への熱効果の下側閾値であると認識されている。
その動作中に、電気外科用装置は組織を通して低周波数ＲＦエネルギーを伝達することができ、これによってイオン性攪拌又は摩擦、つまりは抵抗加熱が引き起こされ、組織の温度が上昇する。処置される組織とその周囲組織との間にはっきりとした境界が形成され得るため、外科医は隣接する非対象組織を犠牲にすることなく、高レベルの精度及び制御で手術をすることができる。ＲＦエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮、又は彫刻しつつ同時に血管を封止する上で有用であり得る。ＲＦエネルギーは、主にコラーゲンから構成されて熱と接触すると収縮する結合組織に特によく作用し得る。
これらの固有の駆動信号、感知及びフィードバックの必要性により、超音波及び電気外科用装置は、一般的に異なる発生器を必要とした。加えて、器具が使い捨てであるか又はハンドピースと互換可能である場合、超音波及び電気外科用発生器は、使用される特定の器具構成を認識し、したがって制御及び診断プロセスを最適化するそれらの能力を制限される。更に、発生器の非絶縁回路と患者絶縁回路との間の容量結合は、特により高い電圧及び周波数が使用される場合において、患者を許容不可能なレベルの漏れ電流に暴露する結果となり得る。
更にこれらの固有の駆動信号、感知及びフィードバックの必要性により、超音波及び電気外科用装置は、一般的に様々な発生器のために様々なユーザインターフェースを必要としてきた。こうした従来の超音波及び電気外科用装置では、１つのユーザインターフェースが超音波器具と共に使用するように構成され、一方で、別のユーザインターフェースが電気外科用器具と共に使用するように構成される場合がある。こうしたユーザインターフェースとしては、手起動式スイッチ及び／又は足起動式スイッチなどの、手及び／又は足起動式ユーザインターフェースが挙げられる。超音波及び電気外科用器具の両方と共に使用するための組み合わせられた発生器の様々な態様が、後続の開示で想到されるため、超音波及び／又は電気外科用器具発生器の両方と共に動作するように構成された追加のユーザインターフェースもまた検討される。
超音波及び／又は電気外科用器具のいずれかの動作モード又は状態を示すフィードバックを提供するためにユーザ又はその他の機械のいずれかにフィードバックを提供するための追加のユーザインターフェースが後続の開示内で検討される。超音波及び／又は電気外科用器具の組み合わせを操作するためのユーザ及び／又は機械フィードバックを提供することは、ユーザに感覚フィードバックを提供すること、及び機械に電気／機械／電気機械的フィードバックを提供することを必要とする。組み合わせられた超音波及び／又は電気外科用器具で使用するために、視覚フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカ、ブザー）、又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚アクチュエータ）を組み込むフィードバック装置が、後続の開示内で検討される。
他の電気外科用器具として、限定はしないが、とりわけ、不可逆性及び／若しくは可逆性電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波技術が挙げられる。したがって、本明細書で開示する技術は、とりわけ、超音波、双極若しくは単極のＲＦ（電気外科的）、不可逆性及び／若しくは可逆性電気穿孔、並びに／又はマイクロ波に基づく外科用器具に適用可能である。
超音波装置の一態様は、所定の共振周波数によって定義される電気機械的超音波システムを含んでもよく、電気機械的超音波システムは、超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを有する。超音波装置に送達されるパワーを補償する方法の一態様は、プロセッサ又は制御回路が、超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、プロセッサ又は制御回路が、超音波トランスデューサの複素インピーダンスの値を調整し、関節接合角度に応じて失われたパワーを補償することと、プロセッサ又は制御回路が、関節接合角度に基づいて、超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整することと、を含む。
方法の一態様では、プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することは、プロセッサ又は制御回路が、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することであって、複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000001
 として定義されている、ことと、プロセッサ又は制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を受信することと、プロセッサ又は制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、プロセッサ又は制御回路が、比較分析の結果に基づいて、複素インピーダンス測定データ点を分類することと、プロセッサ又は制御回路が、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を含んでもよい。
方法の一態様では、プロセッサ又は制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することは、プロセッサ又は制御回路により、複素インピーダンス測定データ点を、関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することを含んでもよい。
方法の一態様では、プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することは、駆動回路が、駆動信号を超音波トランスデューサに印加することであって、駆動信号は、振幅及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、プロセッサ又は制御回路が、駆動信号の周波数を、電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引することと、プロセッサ又は制御回路が、インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録することと、プロセッサ又は制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、プロセッサ又は制御回路が、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を含んでもよい。
方法の一態様では、プロセッサ又は制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することは、プロセッサ又は制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、関節接合角度に対応するインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することを含んでもよい。
一態様では、方法は、プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することは、プロセッサ又は制御回路が、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることと、プロセッサ又は制御回路が、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて超音波トランスデューサの複素インピーダンス測定することと、プロセッサ又は制御回路が、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録することと、プロセッサ又は制御回路が、関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成することと、プロセッサ又は制御回路が、基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を更に含んでもよい。
方法の一態様では、プロセッサ又は制御回路が、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることは、プロセッサ又は制御回路が、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることを含んでもよい。
方法の一態様では、基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することは、外科手技中に超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、基準複素インピーダンス特性パターンを記憶することを含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様は、超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサにパワーを供給するように構成された発生器と、を有する超音波電気機械システムを含んでもよい。発生器の一態様は、超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定し、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを調整して、関節接合角度に応じて失われたパワーを補償し、関節接合角度に基づいて、超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整するように構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様では、発生器は、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定し、複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000002
 として定義されており、複素インピーダンス測定データ点を受信し、複素インピーダンス測定データ点を基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較し、比較分析の結果に基づいて、複素インピーダンス測定データ点を分類し、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てるように更に構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様では、発生器は、複素インピーダンス測定データ点を、関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様では、発生器は、駆動回路に、駆動信号を超音波トランスデューサに印加させ、駆動信号は、振幅及び周波数によって定義される周期的信号であり、駆動信号の周波数を、電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引し、インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録し、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較し、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定するように更に構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様では、発生器は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様では、発生器は、関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引し、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させ、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおける超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定し、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録し、関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成し、基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶するように更に構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様では、発生器は、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させるように更に構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具の一態様では、発生器は、外科手技中に超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、基準複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具用の発生器の一態様は、超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定し、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを調整して、関節接合角度に応じて失われたパワーを補償し、関節接合角度に基づいて、超音波トランスデューサに付与されるパワーを調節するように構成された制御回路を含んでもよい。
超音波外科用器具用の発生器の一態様では、制御回路は、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定し、複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000003
 として定義されており、複素インピーダンス測定データ点を受信し、複素インピーダンス測定データ点を基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較し、比較分析の結果に基づいて、複素インピーダンス測定データ点を分類し、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てるように更に構成されてもよい。
超音波外科用器具用の発生器の一態様では、制御回路は、複素インピーダンス測定データ点を、関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成されてもよい。
超音波外科用器具用の発生器の一態様では、制御回路は、駆動回路に、駆動信号を超音波トランスデューサに印加させ、駆動信号は、振幅及び周波数によって定義される周期的信号であり、駆動信号の周波数を、電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引し、インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録し、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較し、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定するように更に構成されてもよい。
超音波外科用器具用の発生器の一態様では、制御回路は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成されてもよい。
超音波外科用器具のための発生器の一態様では、制御回路は、関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引し、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させ、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおける超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定し、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録し、関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成し、基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶するように更に構成されてもよい。
超音波外科用器具用の発生器の一態様では、制御回路は、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させるように更に構成されてもよい。
超音波外科用器具のための発生器の一態様では、制御回路は、外科手技中に超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、基準複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成されてもよい。
様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式通信ハブを備える外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されたシステムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の一例を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器及び発生器と共に使用可能な様々な外科用器具を備える外科システムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図３の外科システムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、動作ブランチ電流を示すモデルである。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの構造図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの機能図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの機能図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの機能図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の構造的態様及び機能的態様である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の構造的態様及び機能的態様である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具で使用するための電気信号波形のための複数の波形を生成するように構成された、直接デジタル合成（ＤＤＳ）回路などのデジタル合成回路の基本的アーキテクチャの一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具で使用するための電気信号波形の複数の波形を生成するように構成された直接デジタル合成（ＤＤＳ）回路の一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、アナログ波形の本開示の少なくとも１つの態様による、離散時間デジタル電気信号波形の１サイクル（比較目的のために離散時間デジタル電気信号波形に重ね合わされて示される）を示す。 本開示の一態様による、制御システムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラフィードバック制御システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、超音波電気機械システムの周波数を制御し、そのインピーダンスを検出するための代替的システムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、超音波トランスデューサのインピーダンスの位相及び大きさが周波数の関数としてプロットされる、エンドエフェクタが様々な異なる状態及び条件にある同じ超音波装置のスペクトルである。 本開示の少なくとも１つの態様による、超音波トランスデューサのインピーダンスの大きさ及び位相が周波数の関数としてプロットされる、３ＤトレーニングデータＳのセットのプロットのグラフ図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、複素インピーダンス特性パターン（指紋）に基づいてジョー条件を判定するための制御プログラム又は論理構成を示す論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、圧電振動子の虚数成分対実数成分としてプロットされた複素インピーダンスの円プロットである。 本開示の少なくとも１つの態様による、圧電振動子の虚数成分対実数成分としてプロットされた複素アドミッタンスの円プロットである。 ５５．５ｋＨｚ超音波圧電トランスデューサの複素アドミッタンスの円プロットである。 本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーが開放しており、負荷がない超音波装置のインピーダンス／アドミッタンス円プロットを示すインピーダンス分析器のグラフ表示であり、複素アドミッタンスは、破線で示され、複素インピーダンスは、実線で示されている。 本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーが乾燥したセーム上にクランプされている、超音波装置のインピーダンス／アドミッタンス円プロットを示すインピーダンス分析器のグラフ表示であり、複素アドミッタンスは、破線で示され、複素インピーダンスは、実線で示されている。 本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーの先端が湿ったセーム上にクランプされている、超音波装置のインピーダンス／アドミッタンス円プロットを示すインピーダンス分析器のグラフ表示であり、複素アドミッタンスは、破線で示され、複素インピーダンスは、実線で示されている。 本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーが湿ったセーム上に完全にクランプされている、超音波装置のインピーダンス／アドミッタンス円プロットを示すインピーダンス分析器のグラフ表示であり、複素アドミッタンスは、破線で示され、複素インピーダンスは、実線で示されている。 本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーが開いている超音波装置の複数の共振を捕捉するために、周波数が４８ｋＨｚから６２ｋＨｚまで掃引されている、インピーダンス／アドミッタンスプロットを示すインピーダンス分析器のグラフ表示であり、破線で示した矩形のオーバーレイは、円を見やすくするためのものである。 本開示の少なくとも１つの態様による、インピーダンス／アドミッタンス円の半径及びオフセットの予測に基づいてジョー条件を判定するように構成されている制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、超音波ブレードが関節接合しているときに失われるパワーを補償するために、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを調整するためのシステムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、関節接合角度に応じて、出力パワーを補償するように構成された制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図である。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、同時出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ１／１８０１０６－１Ｍ、
・「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＥＡＬＩＮＧ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＷＩＴＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ３／１８０１０６－３、
・「ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＡＲＴ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＢＬＡＤＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ４／１８０１０６－４、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＰＡＤ ＳＡＶＥＲ ＭＯＤＥ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ５／１８０１０６－５、
・「ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＴＯ ＣＯＮＴＲＯＬ ＢＬＡＤＥ ＩＮＳＴＡＢＩＬＩＴＹ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ６／１８０１０６－６、及び
・「ＳＴＡＲＴ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＯＦ ＢＬＡＤＥ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ７／１８０１０６－７。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、同時出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１／１８０１０７－１Ｍ、
・「ＩＮ－ＴＨＥ－ＪＡＷ ＣＬＡＳＳＩＦＩＥＲ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＯＤＥＬ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ３／１８０１０７－３、
・「ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ４／１８０１０７－４、
・「ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＡＮＤ ＰＯＷＥＲ ＰＵＬＳＩＮＧ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ５／１８０１０７－５、
・「ＵＳＩＮＧ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥ ＵＳＥ ＳＴＡＴＥ ＩＮ ＣＯＭＢＯ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国仮特許出願、代理人代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ７／１８０１０７－７、
・「ＶＥＳＳＥＬ ＳＥＮＳＩＮＧ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＨＥＭＯＳＴＡＳＩＳ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ８／１８０１０７－８、
・「ＣＡＬＣＩＦＩＥＤ ＶＥＳＳＥＬ ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ９／１８０１０７－９、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＬＡＲＧＥ ＶＥＳＳＥＬＳ ＤＵＲＩＮＧ ＰＡＲＥＮＣＨＹＭＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ Ａ ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１０／１８０１０７－１０、
・「ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＲＥＵＳＡＢＬＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＯＳＡＢＬＥ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１１／１８０１０７－１１、
・「ＬＩＶＥ ＴＩＭＥ ＴＩＳＳＵＥ ＣＬＡＳＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１２／１８０１０７－１２、及び
・「ＦＩＮＥ ＤＩＳＳＥＣＴＩＯＮ ＭＯＤＥ ＦＯＲ ＴＩＳＳＵＥ ＣＬＡＳＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１３／１８０１０７－１３。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年９月１０日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＤＡＴＡ ＳＣＡＬＩＮＧ，ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＯＲＧＡＮＩＺＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＢＥＦＯＲＥ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１７７号、
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＡＣＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＴＨＥ ＭＯＮＯ ＰＯＬＡＲ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＤ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８２号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ Ａ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＴ ＬＥＡＳＴ ＯＮＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＭＥＡＮＳ ＦＯＲ ＬＩＭＩＴＩＮＧ ＴＨＥ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＦＲＯＭ ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＶＡＲＩＡＢＬＥＳ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＨＩＧＨＬＩＧＨＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＳ ＦＲＯＭ ＴＨＥ ＯＰＴＩＭＡＬ ＳＯＬＵＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８３号、
・「Ａ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＤＪＵＳＴＳ ＩＴＳ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ Ａ ＳＥＮＳＥＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮ ＯＲ ＵＳＡＧＥ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１９１号、
・「ＩＮＤＩＲＥＣＴ ＣＯＭＭＡＮＤ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＦＩＲＳＴ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ Ａ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＷＨＥＲＥ ＴＨＥ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＨＡＳ ＰＲＩＭＡＲＹ ＡＮＤ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＭＯＤＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１７６号、
・「ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＡＩＲＩＮＧ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＦＩＥＬＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８６号、及び
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＩＳ ＣＡＰＡＢＬＥ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＦＯＲＣＥ，ＡＤＶＡＮＣＥＭＥＮＴ ＳＰＥＥＤ，ＡＮＤ ＯＶＥＲＡＬＬ ＳＴＲＯＫＥ ＯＦ ＣＵＴＴＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ ＯＦ ＴＨＥ ＤＥＶＩＣＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＯＦ ＦＩＲＩＮＧ ＯＲ ＣＬＡＭＰＩＮＧ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８５号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２８日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１４号、
・「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０５号、
・「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３３号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０８号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＨＥ ＰＲＥＳＥＮＣＥ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２０号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＩＳＳＵＥ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＶＩＡ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３２号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＳＨＩＦＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３９号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４７号。
・「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１１号、
・「ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＯＦ ＡＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２６号、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＥＭＥＲＳＩＯＮ ＩＮ ＬＩＱＵＩＤ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４０号、
・「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４９号、
・「ＩＮＣＲＥＡＳＩＮＧ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＴＯ ＣＲＥＡＴＥ ＰＡＤ－ＬＥＳＳ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＬＯＯＰ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２５６号、
・「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２３号、及び
・「ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３８号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２３日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９５号、
・「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９８号、
・「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９９号、
・「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９４号、及び
・「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９６号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月３０日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＳＭＡＲＴ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＢＹ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９２，７４７号、
・「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９２，７４８号、及び
・「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９２，７６８号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９０号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＳＥＮＳＥＤ ＣＬＯＳＵＲＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０５７号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＥＲＩＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６７号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０７５号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０８３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＩＳＳＵＥ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９４号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＰＲＯＸＩＭＩＴＹ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＯ ＣＡＮＣＥＲＯＵＳ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１５０号、
・「ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＯＵＴＰＵＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１２４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＣＩＲＣＵＩＴ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ Ａ ＴＩＳＳＵＥ ＭＡＲＫＩＮＧ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＥＤ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＦＬＯＷ ＰＡＴＨＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１１６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１８０号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２４５号、
・「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２５８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２６５号、及び
・「ＤＵＡＬ ＩＮ－ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２７３号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
米国仮特許出願第６２／６９１，２２８号、発明の名称「Ａ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤ ＦＬＥＸ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＥＮＳＯＲＳ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、
米国仮特許出願第６２／６９１，２２７号、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＳＥＮＳＥＤ ＣＬＯＳＵＲＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２３０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２１９号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２５７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２６２号、及び
・「ＤＵＡＬ ＩＮ－ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２５１号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／６５９，９００号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月３０日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８９８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ ＳＥＮＳＩＮＧ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６５０，８８７号、
・「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６５０，８８２号、及び
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６５０，８７７号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４１号、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５６号、
・「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６６号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＤＥＲＩＶＥＤ ＦＲＯＭ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＳＯＵＲＣＥＳ ＢＹ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７７号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３２号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＨＵＢ ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＳＴＯＲＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＡＮＤ ＳＴＡＴＵＳ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＴＯ ＢＥ ＳＨＡＲＥＤ ＷＩＴＨ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４０号、
・「ＳＥＬＦ ＤＥＳＣＲＩＢＩＮＧ ＤＡＴＡ ＰＡＣＫＥＴＳ ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ ＡＴ ＡＮ ＩＳＳＵＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４５号、
・「ＤＡＴＡ ＰＡＩＲＩＮＧ ＴＯ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ Ａ ＤＥＶＩＣＥ ＭＥＡＳＵＲＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＡＮ ＯＵＴＣＯＭＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６３号、
・「ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＰＯＲＴＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７１号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＯ ＰＲＩＯＲ ＬＩＮＥＡＲ ＳＴＡＰＬＥ ＬＩＮＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８６号、
・「ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７００号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２９号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０４号、
・「ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ ＭＯＮＯ－ＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＬＩＧＨＴ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＩＴＹ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７２２号、及び
・「ＤＵＡＬ ＣＭＯＳ ＡＲＲＡＹ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７４２号。
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３６号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５３号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６０号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＬＩＮＫＩＮＧ ＯＦ ＬＯＣＡＬ ＵＳＡＧＥ ＴＲＥＮＤＳ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＲＥＳＯＵＲＣＥ ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ ＢＥＨＡＶＩＯＲＳ ＯＦ ＬＡＲＧＥＲ ＤＡＴＡ ＳＥＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７９号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９４号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３４号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０６号、及び
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７５号。
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２７号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３７号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４２号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７６号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８０号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８３号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９０号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７１１号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号。
本願の出願人は、２０１７年１２月２８日に出願された以下の米国仮特許出願を所有しており、これらの各々の開示の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号、及び
・「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号。
外科用装置及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び構成の詳細に限定されないことに留意されたい。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてよく、様々な方法で実施又は実行され得る。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び／又は実施例のうちの１つ以上を、以下に記述されるその他の態様、態様の具現、及び／又は実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせることができることが理解されよう。
様々な態様が、改善された超音波外科用装置、電気外科用装置、及びこれと共に使用するための発生器を対象とする。超音波外科用装置の態様は、例えば、外科処置中に組織を横切開及び／又は凝固するように構成され得る。電気外科用装置の態様は、例えば、外科処置中に、組織を横切開、凝固、スケーリング、溶接及び／又は乾燥させるように構成され得る。
適応型超音波ブレード制御アルゴリズム
様々な態様では、スマート超音波エネルギー装置は、超音波ブレードの動作を制御するための適応アルゴリズムを含んでもよい。一態様では、超音波ブレード適応制御アルゴリズムは、組織の種類を特定し、装置パラメータを調整するように構成される。一態様では、超音波ブレード制御アルゴリズムは、組織の種類をパラメータ化するように構成される。超音波ブレードの遠位先端の振幅を調整するために組織のコラーゲン／弾性比を検出するためのアルゴリズムが、本開示の以下の項で説明される。スマート超音波エネルギー装置の様々な態様が、例えば、図１～図２に関連して本明細書で説明される。したがって、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムの以下の説明は、図１～図２及びこれらに関連する説明と併せて読まれるべきである。
特定の外科処置では、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを用いることが望ましい。一態様では、超音波ブレードと接触する組織の種類に基づいて、超音波装置のパラメータを調節するために、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを用いてもよい。一態様では、超音波装置のパラメータは、超音波エンドエフェクタのジョー内の組織の位置、例えば、クランプアームと超音波ブレードとの間の組織の位置に基づいて調節されてもよい。超音波トランスデューサのインピーダンスは、組織のどの割合がエンドエフェクタの遠位端又は近位端に位置するかを識別するために用いられてもよい。超音波装置の反応は、組織の種類又は組織の圧縮率に基づき得る。別の態様では、超音波装置のパラメータは、識別された組織の種類又はパラメータ化に基づいて調節されてもよい。例えば、超音波ブレードの遠位先端の機械的変位振幅は、組織識別手順中に検出されたエラスチン組織に対するコラーゲンの割当量（ration）に基づいて調整されてもよい。コラーゲンとエラスチン組織との比は、赤外線（ＩＲ）表面反射率及び放射率を含む様々な技術を使用して検出され得る。クランプアーム及び／又はクランプアームのストロークによって組織に加えられて間隙及び圧縮を生じさせる力。電極を備えたジョー全体の電気的導通を用いて、ジョーのどの割合が組織で覆われているかを判定することができる。
図１は、本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式通信ハブを備える外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されたシステム８００である。一態様では、発生器モジュール２４０は、本明細書に記載される適応型超音波ブレード制御アルゴリズム（複数可）８０２を実行するように構成される。別の態様では、装置／器具２３５は、図１９～図３２を参照して本明細書に記載される適応型超音波ブレード制御アルゴリズム（複数可）８０４を実行するように構成される。別の態様では、装置／器具２３５及び装置／器具２３５の両方は、図１９～図３２を参照して本明細書に記載される適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０２、８０４を実行するように構成される。
発生器モジュール２４０は、電力変圧器を介して非絶縁段階と通信する患者絶縁段階を備えてもよい。電力変圧器の二次巻線は、絶縁段階内に収容され、例えば、超音波外科用器具、ＲＦ電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びＲＦエネルギーモードを含む多機能型外科用器具などの様々な外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部を画定するためのタップ構成（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）を備え得る。具体的には、駆動信号出力部は、超音波駆動信号（例えば、４２０Ｖの二乗平均平方根（ＲＭＳ）駆動信号）を超音波外科用器具２４１に出力することができ、駆動信号出力部は、ＲＦ電気外科駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）をＲＦ電気外科用器具２４１に出力することができる。発生器モジュール２４０の態様は、図７～図１２を参照して本明細書で説明される。
発生器モジュール２４０若しくは装置／器具２３５、又はその両方は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術現場内に位置する他のコンピュータ化装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー２３６に連結されている。いくつかの態様では、外科用データネットワークは、医療施設の１つ以上の手術現場、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に位置するモジュール式装置をクラウドベースのシステム（例えば、記憶装置に連結されたリモートサーバ２１３を含んでもよいクラウド２０４）に接続するように構成されたモジュール式通信ハブを含んでもよい。
手術現場に位置するモジュール式装置は、モジュール式通信ハブに連結されてもよい。ネットワークハブ及び／又はネットワークスイッチは、ネットワークルータに連結されて、装置をクラウド２０４又はローカルコンピュータシステムに接続してもよい。装置に関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。装置に関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステムに転送されてもよい。同じ手術現場に位置するモジュール式装置もまた、ネットワークスイッチに連結されてもよい。ネットワークスイッチは、ネットワークハブ及び／又はネットワークルータに連結されて、装置をクラウド２０４に接続してもよい。装置に関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータを介してクラウド２０４に転送されてもよい。装置に関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステムに転送されてもよい。
クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナル装置を有するのではなく、共有コンピューティングリソースに依存することが理解されるであろう。「クラウド」という用語は、「インターネット」の隠喩として使用され得るが、この用語は、そのように限定はされない。したがって、「クラウドコンピューティング」という用語は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために使用することができ、この場合、サーバ、記憶装置、及びアプリケーションなどの様々なサービスは、手術現場（例えば、固定式、移動式、一時的、又は現場の手術室又は空間）に位置するモジュール式通信ハブ及び／又はコンピュータシステムに、またインターネットを介してモジュール式通信ハブ及び／又はコンピュータシステムに接続された装置に供給される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、１つ以上の手術現場内に位置する装置の使用及び制御を調整するエンティティであってもよい。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、及び手術現場内に位置するその他のコンピュータ化装置によって収集されたデータに基づいて、多数の計算を実行することができる。ハブハードウェアは、複数の装置又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及び記憶装置と通信するコンピュータに接続することを可能にする。
図１は、外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されたシステム８００を含んでもよいモジュール式通信ハブを含む、コンピュータ実装双方向型外科システムのいくつかの態様を更に示す。外科システムは、リモートサーバ２１３を含んでもよいクラウド２０４と通信している少なくとも１つの外科用ハブを含んでもよい。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムは、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術現場内に位置するその他のコンピュータ化装置などの複数の手術現場装置に接続されたモジュール式制御タワー２３６を備える。モジュール式制御タワー２３６は、コンピュータシステムに連結されたモジュール式通信ハブを備えてもよい。いくつかの態様では、モジュール式制御タワー２３６は、内視鏡に連結されたイメージングモジュール、エネルギーデバイス２４１に連結された発生器モジュール２４０、及び任意選択的にディスプレイ２３７に連結されたスマートデバイス／器具２３５に連結される。手術現場装置は、モジュール式制御タワー２３６を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータ記憶装置に連結されている。ロボットハブ２２２もまた、モジュール式制御タワー２３６及びクラウドコンピューティングリソースに接続されていてよい。とりわけ、装置／器具２３５、可視化システム２０８は、本明細書に記載されるように、有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー２３６に連結されていてよい。モジュール式制御タワー２３６は、撮像モジュール、装置／器具ディスプレイ、及び／又はその他の可視化システム２０８から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ２１５（例えば、モニタ、スクリーン）に連結されていてよい。ハブディスプレイ２１５はまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続された装置から受信したデータを表示してもよい。
発生器ハードウェア
図２は、超音波器具と連結するように構成され、かつ、図１に示すモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように更に構成された発生器の一形態である、発生器９００の一実施例を示す。発生器９００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器９００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を単独で又は同時にのいずれかで提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも１つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時にエンドエフェクタに送達することができる。発生器９００は、波形発生器９０４に連結されたプロセッサ９０２を備える。プロセッサ９０２及び波形発生器９０４は、プロセッサ９０２に連結されたメモリに記憶された情報（開示を明瞭にするために示されず）に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために１つ以上のＤＡＣ回路を含む波形発生器９０４に提供される。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器９０６に供給される。増幅器９０６の、調節され増幅された出力は、電力変圧器９０８に連結されている。信号は、電力変圧器９０８を横断して患者絶縁側にある二次側に連結されている。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ９１０を横断して連結され、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを示すために使用することができ、ここでｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮｎ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。
第１の電圧感知回路９１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路９２４は、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路９１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示される電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路は各リターン区間で提供されねばならない。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力が対応の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１８に提供される。電力変圧器９０８の一次側（非患者絶縁側）における絶縁変圧器９１６、９２８、９２２の出力は、１つ以上のＡＤＣ回路９２６に提供される。ＡＤＣ回路９２６のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ９０２に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、またいくつかあるパラメータの中で出力インピーダンスを計算するために使用することができる。プロセッサ９０２と患者絶縁回路との間の入力／出力通信は、インターフェース回路９２０を介して提供される。センサもまた、インターフェース回路９２０を介してプロセッサ９０２と電気通信してもよい。
一態様では、インピーダンスは、ＥＮＥＲＧＹ１／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第１の電圧感知回路９１２又はＥＮＥＲＧＹ２／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第２の電圧感知回路９２４のいずれかの出力を、電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配置された電流感知回路９１４の出力で割ることによって、プロセッサ９０２により判定され得る。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力は、個別の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１６に提供される。ＡＤＣ回路９２６からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ９０２に提供される。一例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２はＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法及び／若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図２に例示された例は、単一のリターンパスＲＥＴＵＲＮが２つ以上のエネルギーモダリティに提供されてもよいことを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮｎが、それぞれのエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹｎに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波トランスデューサのインピーダンスは、第１の電圧感知回路９１２の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第２の電圧感知回路９２４の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよい。
図２に示すように、少なくとも１つの出力ポートを含む発生器９００は、実行されている組織の処置の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ超音波、双極ＲＦ若しくは単極ＲＦ、不可逆電気穿孔法及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの１つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために、単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する電力変圧器９０８を含むことができる。例えば、発生器９００は、単極又は双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを用いて、超音波トランスデューサを駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのＲＦ電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又はスポット凝固のための凝固波形でエネルギーを送達することができる。発生器９００からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え又はフィルタリングされ得る。超音波トランスデューサの、発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、図２に示すようにＥＮＥＲＧＹ１とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとの間に位置するであろう。一例では、ＲＦ双極電極の、発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、ＥＮＥＲＧＹ２とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとの間に位置するであろう。単極出力部の場合、好ましい接続部は、ＥＮＥＲＧＹ２出力部への活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）及びＲＥＴＵＲＮ出力部に接続された好適なリターンパッドであろう。
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＡＮＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１７年３月３０日公開の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号に開示されている。
本説明全体で使用される用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連する装置がいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、一部の態様では、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ－ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、これらのイーサネット派生物のみならず、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない、多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含み得る。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ－ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。
本明細書で使用するとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース（通常はメモリ）又は何らかの他のデータストリーム上で動作を実行する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専用「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム（特にシステムオンチップ（ＳｏＣ））内の中央プロセッサ（中央処理ユニット）を指すために使用される。
本明細書で使用するとき、チップ上のシステム又はシステムオンチップ（ＳｏＣ又はＳＯＣ）は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路（「ＩＣ」又は「チップ」としても知られる）である。これは、デジタル、アナログ、混合信号及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。ＳｏＣは、マイクロコントローラ（又はマイクロプロセッサ）を、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、Ｗｉ－Ｆｉモジュール又はコプロセッサなどの最新の周辺装置と統合する。ＳｏＣは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。
本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ（又はマイクロコントローラユニットのＭＣＵ）は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはＳｏＣと同様であってもよく、ＳｏＣは、その構成要素の１つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、１つ以上のコア処理ユニット（ＣＰＵ）と共にメモリ及びプログラム可能な入力／出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のＲＡＭ、ＮＯＲフラッシュ又はＯＴＰ ＲＯＭの形態のプログラムメモリ及び少量のＲＡＭもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップで構成された他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に採用され得る。
本明細書で使用するとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺装置とインターフェース接続するスタンドアロンＩＣ又はチップ装置であってもよい。これは、その装置の動作（及び当該装置との接続）を管理する外部装置上のコンピュータ又はコントローラの２つの部分間の連結部であってもよい。
本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。このプロセッサコアは、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。
一態様では、プロセッサは、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機能を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
モジュール式装置は、外科用ハブ内に受容可能な（例えば、図３に関連して説明される）モジュールと、対応する外科用ハブと接続するか又はペアリングするために様々なモジュールに接続することができる外科用装置又は器具と、を含む。モジュール式装置としては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像装置、吸引／灌注装置、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、吸入器及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式装置は、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体上で、特定のモジュール式装置がペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式装置及び外科用ハブの両方の上で（例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して）、実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置の制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体によって（すなわち、モジュール式装置内の、モジュール式装置上の、又はモジュール式装置に接続されたセンサによって）感知されたデータに基づいて装置を制御する。このデータは、手術中の患者に関連するもの（例えば、組織特性又は送気圧）であってもよく、又はモジュール式装置自体（例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル）に関連するものであってもよい。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフにより生じた抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。
図３は、発生器１１００と、発生器１１００と共に使用可能な様々な外科用器具１１０４、１１０６、１１０８と、を備える外科システム１０００の一形態を示し、外科用器具１１０４は、超音波外科用器具であり、外科用器具１１０６は、ＲＦ電気外科用器具であり、多機能型外科用器具１１０８は、組み合わせ超音波／ＲＦ電気外科用器具である。発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む様々な種類の様々な外科用装置と共に使用するように構成可能であり得る。図３の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、一形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれかと一体的に形成されて、一体型外科システムを形成してもよい。発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置１１１０を含む。入力装置１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。発生器１１００は、有線又は無線通信用に構成されてもよい。
発生器１１００は、複数の外科用器具１１０４、１１０６、１１０８を駆動するように構成される。第１の外科用器具は、超音波外科用器具１１０４であり、ハンドピース１１０５（ＨＰ）、超音波トランスデューサ１１２０、シャフト１１２６、及びエンドエフェクタ１１２２を備える。エンドエフェクタ１１２２は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結された超音波ブレード１１２８及びクランプアーム１１４０を備える。ハンドピース１１０５は、クランプアーム１１４０を動作させるトリガ１１４３と、超音波ブレード１１２８又は他の機能に通電し、駆動するためのトグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０に通電するように構成することができる。
発生器１１００はまた、第２の外科用器具１１０６を駆動するようにも構成される。第２の外科用器具１１０６は、ＲＦ電気外科用器具であり、ハンドピース１１０７（ＨＰ）、シャフト１１２７、及びエンドエフェクタ１１２４を備える。エンドエフェクタ１１２４は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂ内に電極を備え、シャフト１１２７の導電体部分を通って戻る。電極は、発生器１１００内の双極エネルギー源に連結され、双極エネルギー源によって通電される。ハンドピース１１０７は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂを動作させるためのトリガ１１４５と、エンドエフェクタ１１２４内の電極に通電するためのエネルギースイッチを作動するためのエネルギーボタン１１３５と、を備える。
発生器１１００はまた、多機能型外科用器具１１０８を駆動するようにも構成される。多機能型外科用器具１１０８は、ハンドピース１１０９（ＨＰ）、シャフト１１２９、及びエンドエフェクタ１１２５を備える。エンドエフェクタ１１２５は、超音波ブレード１１４９及びクランプアーム１１４６を備える。超音波ブレード１１４９は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結される。ハンドピース１１０９は、クランプアーム１１４６を動作させるトリガ１１４７と、超音波ブレード１１４９又は他の機能に通電し、駆動するためのトグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０に通電し、かつ同様に発生器１１００内に収容された双極エネルギー源を用いて超音波ブレード１１４９に通電するように構成することができる。
発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む様々な種類の様々な外科用装置と共に使用するように構成可能であり得る。図３の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、別の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれか１つと一体的に形成されて、一体型外科システムを形成してもよい。上述したように、発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置１１１０を含む。入力装置１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。発生器１１００はまた、１つ以上の出力装置１１１２を含んでもよい。電気信号波形をデジタル的に生成するための発生器、及び外科用器具の更なる態様は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７－００８６９１４－Ａ１号に記載されている。
図４は、本開示の少なくとも１つの態様による、例示の超音波装置１１０４のエンドエフェクタ１１２２である。エンドエフェクタ１１２２は、導波管を介して超音波トランスデューサ１１２０に連結され得るブレード１１２８を含んでもよい。本明細書で説明されるように、超音波トランスデューサ１１２０によって駆動されると、ブレード１１２８は振動することができ、組織と接触すると、組織を切断及び／又は凝固することができる。様々な態様によると、また図４に例示するように、エンドエフェクタ１１２２はまた、エンドエフェクタ１１２２のブレード１１２８と協働作用するように構成されてもよいクランプアーム１１４０を含んでもよい。ブレード１１２８と共に、クランプアーム１１４０は、一連のジョーを含み得る。クランプアーム１１４０は、器具部分１１０４のシャフト１１２６の遠位端に枢動可能に接続され得る。クランプアーム１１４０は、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）又は他の好適な低摩擦材料から形成され得るクランプアーム組織パッド１１６３を含み得る。パッド１１６３は、ブレード１１２８と協働するように装着されて、クランプアーム１１４０の枢動運動が、クランプパッド１１６３をブレード１１２８と実質的に平行な関係で、かつこれと接触するように位置決めすることができる。この構成により、クランプされる組織片は、組織パッド１１６３とブレード１１２８との間に把持され得る。組織パッド１１６３は、ブレード１１２８と協働して組織の把持を改善するために、軸方向に離間して近位方向に延在する複数の把持歯１１６１含む鋸歯様構成を備えてもよい。クランプアーム１１４０は、図４に示される開放位置から、閉鎖位置（クランプアーム１１４０がブレード１１２８と接触するか又は近接する）まで、任意の好適な様式で移行してもよい。例えば、ハンドピース１１０５は、ジョー閉鎖トリガを含み得る。臨床医によって作動されると、ジョー閉鎖トリガはクランプアーム１１４０を任意の好適な様式で枢動させ得る。
発生器１１００は、駆動信号を任意の好適な方法で超音波トランスデューサ１１２０に提供するように起動されてもよい。例えば、発生器１１００は、フットスイッチケーブル１４３２を介して発生器１１００に連結されたフットスイッチ１４３０（図５）を含んでもよい。臨床医は、フットスイッチ１４３０を押し下げることにより、超音波トランスデューサ１１２０を起動させ、またそれによって超音波トランスデューサ１１２０及びブレード１１２８を起動させてもよい。フットスイッチ１４３０に加えて、又はこの代わりに、装置１１０４のいくつかの態様は、ハンドピース１１０５上に位置付けられた１つ以上のスイッチを用いてもよく、これは、起動されると、発生器１１００に超音波トランスデューサ１１２０を作動させてもよい。一態様では、例えば、１つ以上のスイッチは、例えば、装置１１０４の動作モードを決定するために、一対のトグルボタン１１３４、１１３４ａ、１１３４ｂを含んでもよい（図３）。例えば、トグルボタン１１３４ａが押し下げられると、超音波発生器１１００は、最大駆動信号を超音波トランスデューサ１１２０に提供して、超音波トランスデューサ１１２０に最大超音波エネルギー出力を生成させてもよい。トグルボタン１１３４ｂを押すことにより、超音波発生器１１００がユーザ選択可能な駆動信号を超音波トランスデューサ１１２０に提供して、超音波トランスデューサ１１２０に最大未満の超音波エネルギー出力を生成させてもよい。装置１１０４は、追加的に又は代替的に、例えば、エンドエフェクタ１１２２のクランプアーム１１４０を介してジョーを操作するために、ジョー閉鎖トリガの位置を指示するための第２のスイッチを含んでもよい。また、いくつかの態様では、超音波発生器１１００は、ジョー閉鎖トリガの位置に基づいて起動することができる（例えば、臨床医がジョー閉鎖トリガを押し下げてクランプアーム１１４０を介してジョーを閉鎖すると、超音波エネルギーを印加することができる）。
追加的に又は代替的に、１つ以上のスイッチは、押し下げられると、発生器１１００にパルス出力を提供させるトグルボタン１１３４を含んでもよい（図３）。パルスは、例えば、任意の好適な周波数及び分類で提供されてもよい。ある特定の態様では、パルスの電力レベルは、例えば、トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂに関連付けられた電力レベル（最大、最大未満）であってもよい。
装置１１０４は、トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４の任意の組み合わせを含んでもよいことが理解されよう（図３）。例えば、装置１１０４は、最大超音波エネルギー出力を生成するためのトグルボタン１１３４ａ、及び１回毎に最大又は最大未満の電力レベルのいずれかでパルス出力を生成するトグルボタン１１３４の２つのトグルボタンのみを有するように構成することもできるであろう。このように、発生器１１００の駆動信号出力構成は、５つの連続信号、又は任意の個別の数の個々のパルス信号（１、２、３、４、又は５回）であってもよい。特定の態様では、特定の駆動信号構成は、例えば、発生器１１００のＥＥＰＲＯＭ設定、及び／又はユーザの電力レベル選択（複数可）、に基づき制御され得る。
特定の態様では、トグルボタン１１３４の代替として２位置スイッチが提供されてもよい（図３）。例えば、装置１１０４は、最大電力レベルで連続出力を発生させるためのトグルボタン１１３４ａと、２位置トグルボタン１１３４ｂと、を含んでもよい。第１の戻り止め位置では、トグルボタン１１３４ｂは最大電力レベル未満で連続出力を発生させてもよく、第２の戻り止め位置では、トグルボタン１１３４ｂは（例えば、ＥＥＰＲＯＭ設定に応じて、最大又は最大未満のいずれかの出力レベルで）パルス出力を発生させてもよい。
いくつかの態様では、ＲＦ電気外科用エンドエフェクタ１１２４、１１２５（図３）はまた、一対の電極を備えてもよい。電極は、例えばケーブルを介して、発生器１１００と通信し得る。電極は、例えば、クランプアーム１１４２ａ、１１４６とブレード１１４２ｂ、１１４９との間に存在する組織片のインピーダンスを測定するために使用され得る。発生器１１００は、電極に信号（例えば、非治療的信号）を提供し得る。組織片のインピーダンスは例えば、信号の電流、電圧などをモニタリングすることによって見出され得る。
様々な態様では、発生器１１００は、図３の外科システム１０００の略図である図５に示すモジュール及び／又はブロックなどのいくつかの別個の機能的要素を備えてもよい。様々な機能要素又はモジュールが、様々な種類の外科用装置１１０４、１１０６、１１０８を駆動するように構成され得る。例えば、超音波発生器モジュールは、超音波装置１１０４などの超音波装置を駆動し得る。電気外科／ＲＦ発生器モジュールは、電気外科用装置１１０６を駆動し得る。モジュールは、外科用装置１１０４、１１０６、１１０８を駆動するために対応する駆動信号を生成することができる。様々な態様では、超音波発生器モジュール及び／又は電気外科／ＲＦ発生器モジュールはそれぞれ、発生器１１００と一体的に形成されてもよい。あるいは、モジュールのうち１つ以上は、発生器１１００と電気的に連結された別個の回路モジュールとして提供されてもよい。（モジュールはこの選択肢を例示するために仮想線で示されている）。また、いくつかの態様では、電気外科／ＲＦ発生器モジュールは、超音波発生器モジュールと一体的に形成されてもよく、又はその逆であってもよい。
記載される態様によれば、超音波発生器モジュールは、特定の電圧、電流、及び周波数（例えば、５５，５００サイクル／秒、又はＨｚ）の駆動信号又は複数の駆動信号を生成し得る。駆動信号又は複数の駆動信号は、超音波装置１１０４、特に、例えば上記のように動作し得るトランスデューサ１１２０に提供され得る。一態様では、発生器１１００は、高い分解能、精度、及び再現性を備え得る（stepped with）特定の電圧、電流、及び／又は周波数出力信号の駆動信号を生成するように構成することができる。
記載される態様によれば、電気外科／ＲＦ発生器モジュールは、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを使用して、双極電気外科処置を実施するのに十分な出力電力で駆動信号又は複数の駆動信号を生成し得る。双極電気外科用途では、例えば、駆動信号は、上述したように、例えば電気外科用装置１１０６の電極に提供されてもよい。したがって、発生器１１００は、組織を治療するのに十分な電気エネルギーを組織に適用することにより、治療目的のために構成され得る（例えば、凝固、焼灼、組織溶接など）。
発生器１１００は、例えば、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置２１５０（図８Ｂ）を備えてもよい。入力装置２１５０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに好適な信号を生成する任意の好適な装置を含んでもよい。動作中、ユーザは、入力装置２１５０を使用して発生器１１００の動作をプログラムする、ないしは別の方法で制御することができる。入力装置２１５０は、発生器１１００の動作（例えば、超音波発生器モジュール及び／又は電気外科／ＲＦ発生器モジュールの動作）を制御するために、発生器によって（例えば、発生器内に収容される１つ以上のプロセッサによって）使用することができる信号を生成する、任意の好適な装置を含んでもよい。様々な態様では、入力装置２１５０は、ボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニタ、ポインティング装置、汎用又は専用のコンピュータへの遠隔接続のうちの１つ以上を含む。他の態様では、入力装置２１５０は、例えば、タッチスクリーンモニタ上に表示される１つ以上のユーザインターフェーススクリーンなどの好適なユーザインターフェースを含んでもよい。したがって、入力装置２１５０により、ユーザは、例えば、超音波発生器モジュール及び／又は電気外科／ＲＦ発生器モジュールによって生成される駆動信号又は複数の駆動信号の、電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）、周波数（ｆ）、及び／又は期間（Ｔ）などの、発生器の様々な動作パラメータを設定又はプログラミングすることができる。
発生器１１００はまた、例えば、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する出力装置２１４０（図８Ｂ）を含んでもよい。出力装置２１４０は、ユーザに感覚フィードバックを提供するための１つ以上の装置を含む。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置（例えば、ＬＣＤ表示画面、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカー、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚作動装置）を含んでもよい。
発生器１１００の特定のモジュール及び／又はブロックが例として記載され得るが、より多くの又はより少ない数のモジュール及び／又はブロックが使用されてもよく、これは依然として態様の範囲内にあることが理解できよう。更に、説明を容易にするために、モジュール及び／又はブロックに関して様々な態様が記載され得るが、そのようなモジュール及び／又はブロックは、１つ以上のハードウェア構成要素、例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラム可能な論理機構（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、回路、レジスタ並びに／又はソフトウェア構成要素、例えば、プログラム、サブルーチン、論理及び／若しくはハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との組み合わせによって実装されてもよい。
一態様では、超音波発生器駆動モジュール及び電気外科／ＲＦ駆動モジュール１１１０（図３）は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせとして実装される１つ以上の埋め込みアプリケーションを含んでもよい。モジュールは、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）などのような様々な実行可能なモジュールを備えることができる。ファームウェアは、ビットマスクされた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶することができる。様々な実装形態では、ファームウェアをＲＯＭに記憶することにより、フラッシュメモリが保存され得る。ＮＶＭは、例えば、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又はダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）、及び／若しくは同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）のような電池バックアップ式ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む、他のタイプのメモリを含んでもよい。
一態様では、モジュールは、装置１１０４、１１０６、１１０８の様々な測定可能な特性をモニタリングするためのプログラム命令を実行し、装置１１０４、１１０６、１１０８を動作させるための対応する出力駆動信号又は複数の出力駆動信号を生成するためのプロセッサとして実施されるハードウェア構成要素を含む。発生器１１００が装置１１０４と共に使用される態様では、駆動信号は、切断及び／又は凝固動作モードにおいて、超音波トランスデューサ１１２０を駆動してもよい。装置１１０４及び／又は組織の電気的特性は、発生器１１００の動作態様を制御するために測定及び使用され、かつ／又はユーザにフィードバックとして提供されてもよい。発生器１１００が装置１１０６と共に使用される態様では、駆動信号は、切断、凝固及び／又は乾燥モードにおいて、エンドエフェクタ１１２４に電気エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を供給し得る。装置１１０６及び／又は組織の電気的特性は、発生器１１００の動作態様を制御するために測定かつ使用され、かつ／又はユーザにフィードバックとして提供されてもよい。様々な態様では、上述したように、ハードウェア構成要素はＤＳＰ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、回路、及び／又はレジスタとして実施され得る。一態様では、プロセッサは、コンピュータソフトウェアプログラム命令を記憶及び実行して、超音波トランスデューサ１１２０及びエンドエフェクタ１１２２、１１２４、１１２５などの装置１１０４、１１０６、１１０８の様々な構成要素を駆動するための階段関数出力信号を生成するように構成されてもよい。
電気機械的超音波システムは、超音波トランスデューサ、導波管、及び超音波ブレードを含む。電気機械的超音波システムは、超音波トランスデューサ、導波管、及び超音波ブレードの物理的特性によって定義される初期共振周波数を有する。超音波トランスデューサは、電気機械的超音波システムの共振周波数と等しい交流電圧Ｖｇ（ｔ）及び電流Ｉｇ（ｔ）信号によって励起される。電気機械的超音波システムが共振するとき、電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差はゼロである。換言すると、共振時、誘導性インピーダンスは容量性インピーダンスと等しい。超音波ブレードが加熱すると、超音波ブレード（等価静電容量としてモデル化される）のコンプライアンスによって、電気機械的超音波システムの共振周波数が変化する。したがって、誘導性インピーダンスは容量性インピーダンスともはや等しくなく、それにより電気機械的超音波システムの駆動周波数と共振周波数との間に不整合が引き起こされる。ここでシステムは、「オフレゾナンス（off-resonance）」を動作させる。駆動周波数と共振周波数との間の不整合は、超音波トランスデューサに印加される電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差として現れる。発生器電子機器は、電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差を容易に監視することができ、位相差が再びゼロになるまで駆動周波数を連続的に調整することができる。この時点で、新しい駆動周波数は、電気機械的超音波システムの新しい共振周波数に等しい。位相及び／又は周波数の変化は、超音波ブレード温度の間接的測定値として使用することができる。
図６に示すように、超音波トランスデューサの電気機械特性は、静電容量を有する第１のブランチと、共振器の電気機械特性を規定する直列接続されたインダクタンス、抵抗、及び容量を有する第２の「動作」ブランチと、を含む等価回路としてモデル化されてもよい。既知の超音波発生器は、発生器駆動信号電流の実質的に全部が動作ブランチ内に流れるように、ある共振周波数において静電容量をチューンアウトするための調整インダクタを含み得る。したがって、調整インダクタを使用することにより、発生器の駆動信号電流は、動作ブランチ電流を表し、したがって、発生器は、その駆動信号を制御して超音波トランスデューサの共振周波数を維持することができる。調整インダクタはまた、発生器の周波数固定能力を改善するために、超音波トランスデューサの相インピーダンスプロットを変換することができる。しかしながら、調整インダクタは、動作共振周波数において、超音波トランスデューサの特定の静電容量と適合しなくてはならない。換言すると、異なる静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる調整インダクタを必要とする。
図６は、一態様による、超音波トランスデューサ１１２０などの超音波トランスデューサの等価回路１５００を示す。回路１５００は、共振器の電気機械特性を規定する、直列接続されたインダクタンスＬｓ、抵抗Ｒｓ、及び容量Ｃｓを有する第１の「動作」ブランチと、静電容量Ｃ０を有する第２の容量性ブランチと、を含む。動作電流Ｉｍ（ｔ）が第１ブランチを通って流れ、電流Ｉｇ（ｔ）～Ｉｍ（ｔ）が容量性ブランチを通って流れる状態で、駆動電流Ｉｇ（ｔ）は、発生器から駆動電圧Ｖｇ（ｔ）で受信されてもよい。超音波トランスデューサの電気機械特性の制御は、Ｉｇ（ｔ）及びＶｇ（ｔ）を好適に制御することによって達成されてもよい。上述のように、既知の発生器アーキテクチャは、発生器の電流出力Ｉｇ（ｔ）の実質的に全てが動作ブランチを通って流れるように、並列共振回路内で共振周波数において静電容量Ｃ０をチューンアウトするための調整インダクタＬｔ（図６に仮想線で示される）を含むことができる。この方法では、動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）の制御は、発生器の電流出力Ｉｇ（ｔ）を制御することによって達成される。調整インダクタＬｔは、超音波トランスデューサの静電容量Ｃ０に特有であるが、異なる静的静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる調整インダクタＬｔを必要とする。また、調整インダクタＬｔは、単一の共振周波数で静電容量Ｃ０の公称値と一致するため、動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）の正確な制御は、その周波数でのみ保証される。周波数がトランスデューサの温度によって低下すると、動作ブランチ電流の正確な制御が損なわれる。
発生器１１００の様々な態様が、調整インダクタＬｔに頼ることなく動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）を監視することができる。むしろ、発生器１１００は、動的及び進行中ベースで（例えば、リアルタイムで）動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）の値を判定するために、特定の超音波外科用装置１１０４のための電力の印加間の静電容量Ｃ０の測定値を（駆動信号の電圧及び電流フィードバックデータと共に）使用してもよい。したがって、発生器１１００のこうした態様は、静電容量Ｃ０の公称値によって決定される単一の共振周波数のみにおいてではなく、任意の周波数で静電容量Ｃ０の任意の値と調整される又は共振するシステムをシミュレートするために、仮想調整を提供することが可能である。
図７は、利点の中でもとりわけ、上述のインダクタレス調整を提供するための発生器１１００の一態様の簡略化ブロック図である。図８Ａ～図８Ｃは、一態様による図７の発生器１１００のアーキテクチャを示す。図７を参照すると、発生器１１００は、電力変圧器１５６０を介して非絶縁段階１５４０と通信する患者絶縁段階１５２０を含んでもよい。電力変圧器１５６０の二次巻線１５８０は、絶縁段階１５２０に含まれ、かつタップ構成（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）を含んでもよく、例えば、超音波外科用装置１１０４及び電気外科用装置１１０６などの様々な外科用装置に駆動信号を出力するための、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃを画定する。特に、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃは、超音波外科用装置１１０４に駆動信号（例えば、４２０ＶのＲＭＳ駆動信号）を出力してもよく、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃは、電気外科用装置１１０６に駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）を出力してもよく、ここで出力部１６００ｂは電力変圧器１５６０のセンタタップに対応する。非絶縁段階１５４０は、電力変圧器１５６０の一次巻線１６４０に接続された出力部を有する電力増幅器１６２０を含んでもよい。特定の態様では、電力増幅器１６２０は、例えば、プッシュプル増幅器を含み得る。非絶縁段階１５４０は、デジタル出力をデジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８０に供給するための、プログラム可能な論理デバイス１６６０を更に含んでもよく、続いてデジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８０は、対応するアナログ信号を電力増幅器１６２０の入力部に供給する。特定の態様では、プログラム可能な論理デバイス１６６０は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むことができる。プログラム可能な論理デバイス１６６０は、ＤＡＣ１６８０を介して電力増幅器１６２０の入力を制御することにより、その結果、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃに現れる駆動信号の多数のパラメータ（例えば、周波数、波形形状、波形振幅）のいずれかを制御することができる。特定の態様では、また以下で説明するように、プログラム可能な論理デバイス１６６０、プロセッサ（例えば、以下で説明するプロセッサ１７４０）と共に、多くのデジタル信号処理（ＤＳＰ）ベースの制御アルゴリズム及び／又はその他の制御アルゴリズムを実行して、発生器１１００によって出力される駆動信号のパラメータを制御することができる。
電力は、スイッチモードレギュレータ１７００によって電力増幅器１６２０の母線に供給することができる。特定の態様では、スイッチモードレギュレータ１７００は、例えば調節可能なバックレギュレータを含むことができる。上述したように、非絶縁段階１５４０はプロセッサ１７４０を更に含むことができ、これは、一態様では、例えば、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，Ｍａｓｓ．）から入手可能なＡＤＳＰ－２１４６９ ＳＨＡＲＣ ＤＳＰなどのＤＳＰプロセッサを含むことができる。特定の態様では、プロセッサ１７４０は、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）１７６０を介してプロセッサ１７４０が電力増幅器１６２０から受信した電圧フィードバックデータに応答して、スイッチモード電力変換器１７００の動作を制御してもよい。例えば、一態様では、プロセッサ１７４０は、電力増幅器１６２０によって増幅されている信号（例えば、ＲＦ信号）の波形エンベロープを、ＡＤＣ１７６０を介して入力として受信することができる。プロセッサ１７４０は、続いて、電力増幅器１６２０に供給されるレール電圧が増幅信号の波形エンベロープを追跡するように、スイッチモードレギュレータ１７００を（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を介して）制御することができる。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器１６２０のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器１６２０の効率は、固定レール電圧増幅器スキームと比較して顕著に改善され得る。プロセッサ１７４０は、有線又は無線通信用に構成されてもよい。
特定の態様では、図９Ａ～図９Ｂに関連して更に詳細に記載されるように、プログラム可能な論理機構１６６０は、プロセッサ１７４０と共に、直接デジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）制御スキームを実行して、発生器１１００によって出力された駆動信号の波形形状、周波数、及び／又は振幅を制御してもよい。一態様では、例えば、プログラム可能な論理機構１６６０は、ＦＰＧＡに内蔵されてもよい、ＲＡＭ ＬＵＴなどの動的に更新されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、ＤＤＳ制御アルゴリズム２６８０（図９Ａ）を実行してもよい。この制御アルゴリズムは、超音波トランスデューサ１１２０などの超音波トランスデューサがその共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動されてもよい、超音波用途で特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起し得るため、動作分岐電流の全歪みが最小化又は低減されることに対応して、望ましくない共振効果が最小化又は低減されることができる。発生器１１００によって出力される駆動信号の波形形状は、出力駆動回路内に存在する様々な歪み源（例えば、電力変圧器１５６０、電力増幅器１６２０）によって影響され得るため、駆動信号に基づく電圧及び電流フィードバックデータを、プロセッサ１７４０によって実行される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力することができ、これにより、動的な進行中のベースで（例えば、リアルタイムで）、ＬＵＴに記憶された波形サンプルを適切に予歪み又は修正して歪みを補償する。一態様では、ＬＵＴサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作ブランチ電流と所望の電流波形形状との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプル毎に判定される。このようにして、予め歪ませたＬＵＴサンプルは、駆動回路を通じて処理される場合、超音波トランスデューサを最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する動作ブランチ駆動信号を生じてもよい。したがって、そのような態様では、ＬＵＴ波形サンプルは、駆動信号の所望の波形形状ではなく、むしろ歪み効果を考慮した際の、所望の波形の動作ブランチ駆動信号を最終的に生成するのに必要な波形形状を表す。
非絶縁段階１５４０は、発生器１１００によって出力された駆動信号の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、それぞれの絶縁変圧器１８２０、１８４０を介して電力変圧器１５６０の出力部に連結されたＡＤＣ１７８０及びＡＤＣ１８００を更に含むことができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８０、１８００は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために高速（例えば、８０Ｍｓｐｓ）でサンプリングするように構成することができる。一態様では、例えば、ＡＤＣ１７８０、１８００のサンプリング速度は、駆動信号の約２００倍（駆動周波数に応じて）のオーバーサンプリングを可能にすることができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８０、１８００のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介し、入力電圧及び電流信号を受信する単一のＡＤＣによって行われ得る。発生器１１００の態様における高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作ブランチを流れる複素電流の計算（これは、特定の態様で上述したＤＤＳベースの波形形状制御を実施するために使用され得る）、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング及び高精度な実消費電力の計算を可能にすることができる。ＡＤＣ１７８０、１８００によって出力される電圧及び電流フィードバックデータは、プログラム可能な論理デバイス１６６０によって受信され、かつ処理（例えば、ＦＩＦＯバッファリング、マルチプレクシング）されてもよく、例えばプロセッサ１７４０による以後の読み出しのために、データメモリに記憶されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、ＬＵＴ波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するため、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の態様では、これは、電圧及び電流フィードバックデータのペアが取得されたときに、各記憶された電圧及び電流フィードバックデータのペアが、プログラム可能な論理デバイス１６６０によって出力された対応するＬＵＴサンプルに基づいてインデックス付けされる、又は他の方法でこれと関連付けされることを必要とする場合がある。この方法によるＬＵＴサンプルと電圧及び電流のフィードバックデータとの同期は、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。
特定の態様では、電圧及び電流フィードバックデータは、駆動信号の周波数及び／又は振幅（例えば、電流振幅）を制御するために使用することができる。一態様では、例えば、電圧及び電流フィードバックデータを使用して、インピーダンス位相、例えば、電圧駆動信号と電流駆動信号との間の位相差を判定することができる。続いて、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定点（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減し、それによって高調波歪みの影響を最小化又は低減し、それに対応してインピーダンス位相の測定精度を向上させることができる。位相インピーダンス及び周波数制御信号の判定は、例えばプロセッサ１７４０で実行されてもよく、周波数制御信号は、プログラム可能な論理デバイス１６６０によって実行されるＤＤＳ制御アルゴリズムへの入力として供給される。
インピーダンス位相は、フーリエ解析によって判定され得る。一態様では、発生器電圧Ｖｇ（ｔ）駆動信号と発生器電流Ｉｇ（ｔ）駆動信号との間の位相差は、以下のように高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用して決定され得る。
Figure 0007289844000004
 正弦波の周波数でのフーリエ変換を評価することで、以下が得られる。
Figure 0007289844000005
他のアプローチとしては、加重最小二乗推定法、カルマンフィルタ処理法及び空間ベクトルベース技術が挙げられる。ＦＦＴ又はＤＦＴ技術における処理の実質的に全てが、例えば、２チャネル高速ＡＤＣ１７８０、１８００を用いてデジタル領域内で実行されてもよい。１つの技術では、電圧信号及び電流信号のデジタル信号サンプルは、ＦＦＴ又はＤＦＴでフーリエ変換される。任意の時点における位相角φは、以下の式によって計算することができ：
φ＝２πｆｔ＋φ０
式中、φは位相角であり、ｆは周波数であり、ｔは時間であり、φ０は、ｔ＝０における位相である。
電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差を判定するための別の技術はゼロ交差法であり、これは高精度な結果を生成する。同じ周波数を有する電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び電流Ｉｇ（ｔ）信号の場合、電圧信号Ｖｇ（ｔ）の各負から正のゼロ交差はパルスの開始をトリガし、一方で、電流信号Ｉｇ（ｔ）の各負から正のゼロ交差はパルスの終了をトリガする。結果は、電圧信号と電流信号との間の位相角に比例するパルス幅を有するパルス列である。一態様では、パルス列を平均化フィルタに通して、位相差の測定値を得ることができる。更に、正から負のゼロ交差も、同様の方法で使用され、結果が平均化されると、ＤＣ及び高調波成分のいかなる効果も低減され得る。一実装形態では、アナログ電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び電流Ｉｇ（ｔ）信号は、アナログ信号が正である場合には高いデジタル信号に、アナログ信号が負である場合には低いデジタル信号に変換される。高精度な位相評価は、高低間の急激な移行を必要とする。一態様では、ＲＣ安定化ネットワークと共にシュミットトリガを用いて、アナログ信号をデジタル信号に変換することができる。他の態様では、エッジトリガ型ＲＳフリップフロップ及び補助回路が用いられてもよい。更に別の態様では、ゼロ交差技術は、ｅＸｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ（ＸＯＲ）ゲートを用いてもよい。
電圧信号と電流信号との間の位相差を決定するための他の技術としては、リサージュ図及び画像の監視、３電圧計法、交差コイル法、ベクトル電圧計及びベクトルインピーダンス法などの方法、並びに位相標準機器、位相ロックループ、及びＰｈａｓｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｐｅｔｅｒ Ｏ’Ｓｈｅａ，２０００ ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ ＬＬＣ，＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｇｎｅｔｂａｓｅ．ｃｏｍ＞に説明されるような他の技術の使用、が挙げられ、参照により本明細書に組み込まれる。
別の態様では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定値に維持するために監視することができる。電流振幅設定値は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電力設定値に基づいて間接的に判定されてもよい。特定の態様では、電流振幅の制御は、例えば、プロセッサ１７４０内の比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムなどの制御アルゴリズムによって実行され得る。駆動信号の電流振幅を適切に制御するために制御アルゴリズムによって制御される変数としては、例えば、プログラム可能な論理デバイス１６６０に記憶されるＬＵＴ波形サンプルのスケーリング、及び／又はＤＡＣ１８６０を介したＤＡＣ１６８０（これは電力増幅器１６２０に入力を供給する）のフルスケール出力電圧を挙げることができる。
非絶縁段階１５４０は、とりわけ、ユーザインターフェース（ＵＩ）機能を提供するために、プロセッサ１９００を更に含むことができる。一態様では、プロセッサ１９００は、例えば、Ａｔｍｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆ．）から入手可能なＡＲＭ９２６ＥＪ－Ｓコアを有するＡｔｍｅｌ ＡＴ９１ ＳＡＭ９２６３プロセッサを含むことができる。プロセッサ１９００によってサポートされるＵＩ機能の例としては、聴覚的及び視覚的なユーザフィードバック、周辺装置との通信（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを介して）、フットスイッチ１４３０との通信、入力装置２１５０（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）との通信並びに出力装置２１４０（例えば、スピーカ）との通信を挙げることができる。プロセッサ１９００は、プロセッサ１７４０及びプログラム可能な論理デバイスと通信することができる（例えば、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）バスを介する）。プロセッサ１９００は、主にＵＩ機能をサポートすることができるが、これはまた、特定の態様ではプロセッサ１７４０と協働して危険の緩和を実現することができる。例えば、プロセッサ１９００は、ユーザ入力及び／又は他の入力（例えば、タッチスクリーン入力２１５０、フットスイッチ１４３０入力、温度センサ入力２１６０）の様々な態様を監視するようにプログラムされてもよく、誤った状態が検出された場合は発生器１１００の駆動出力を無効化することができる。
特定の態様では、プロセッサ１７４０（図７、図８Ａ）及びプロセッサ１９００（図７、図８Ｂ）の両方が、発生器１１００の動作状態を判定し、監視してもよい。プロセッサ１７４０の場合は、発生器１１００の動作状態は、例えば、どちらの制御及び／又は診断プロセスがプロセッサ１７４０によって実行されるかを決定することができる。プロセッサ１９００の場合は、発生器１１００の動作状態は、例えば、ユーザインターフェース（例えば、ディスプレイスクリーン、音）のどの要素がユーザに提供されるかを決定することができる。プロセッサ１７４０、１９００は、発生器１１００の現在の動作状態を別個に維持し、現在の動作状態からの可能な遷移を認識及び評価することができる。プロセッサ１７４０は、この関係におけるマスタとして機能し、動作状態間の遷移がいつ生じるかを判定することができる。プロセッサ１９００は、動作状態間の有効な遷移を認識することができ、かつ特定の遷移が適切であるかを確認することができる。例えば、プロセッサ１７４０がプロセッサ１９００に特定の状態に遷移するように命令すると、プロセッサ１９００は要求される遷移が有効であることを確認することができる。プロセッサ１９００によって要求される状態間の遷移が無効であると判定された場合、プロセッサ１９００は発生器１１００を故障モードにすることができる。
非絶縁段階１５４０は、入力装置２１５０（例えば、発生器１１００をオン及びオフするために使用される静電容量式タッチセンサ、静電容量式タッチスクリーン）を監視するためのコントローラ１９６０（図７、図８Ｂ）を更に含んでもよい。特定の態様では、コントローラ１９６０は、プロセッサ１９００と通信する少なくとも１つのプロセッサ及び／又は他のコントローラ装置を備えることができる。一態様では、例えば、コントローラ１９６０は、１つ以上の静電容量式タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＭｅｇａ１６８ ８ビットコントローラ）を備えてもよい。一態様では、コントローラ１９６０は、静電容量式タッチスクリーンからのタッチデータの取得を制御及び管理するためのタッチスクリーンコントローラ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＱＴ５４８０タッチスクリーンコントローラ）を備えることができる。
特定の態様では、発生器１１００が「電源オフ」状態にあるとき、コントローラ１９６０は（例えば、後述する電源２１１０（図７）などの、発生器１１００の電源からのラインを介して）動作電力を受信し続けてもよい。このようにして、コントローラ１９６０は、発生器１１００をオンオフするための入力装置２１５０（例えば、発生器１１００の前側パネルに配置された静電容量式タッチセンサ）を監視し続けることができる。発生器１１００が「電源オフ」状態にあるときに、コントローラ１９６０は、ユーザによる「オン／オフ」入力装置２１５０の起動が検出されると、電源を起動してもよい（例えば、電源２１１０の１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０（図７）の動作を有効化する）。その結果、コントローラ１９６０は、発生器１１００を「電源オン」状態に遷移させるためのシーケンスを開始してもよい。逆に、発生器１１００が「電源オン」状態にあるときに「オン／オフ」入力装置２１５０の起動が検出されると、コントローラ１９６０は発生器１１００を「電源オフ」状態に移行させるためのシーケンスを開始することができる。特定の態様では、例えば、コントローラ１９６０は、「オン／オフ」入力装置２１５０の起動をプロセッサ１９００に報告することができ、続いてプロセッサ１９００は、発生器１１００を「電源オフ」状態に移行させるために必要な処理シーケンスを実行する。こうした態様では、コントローラ１９６０は、その「電源オン」状態が確立された後に、発生器１１００から電力の除去を引き起こすための独立した能力を有さない場合がある。
特定の態様では、コントローラ１９６０は、「電源オン」又は「電源オフ」シーケンスが開始されたことをユーザに警告するために、発生器１１００に聴覚又は他の感覚フィードバックを提供させることができる。こうした警告は、「電源オン」又は「電源オフ」シーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供されてもよい。
特定の態様では、絶縁段階１５２０は、例えば、外科用装置の制御回路（例えば、ハンドピーススイッチを備える制御回路）と、非絶縁段階１５４０の構成要素（例えば、プログラム可能な論理機構１６６０、プロセッサ１７４０、及び／又はプロセッサ１９００など）との間の通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路１９８０を含むことができる。器具インターフェース回路１９８０は、例えば赤外線（ＩＲ）ベースの通信リンクなどの、段階１５２０、１５４０間の適切な程度の電気的絶縁を維持する通信リンクを介して、非絶縁段階１５４０の構成要素と情報を交換することができる。例えば、非絶縁段階１５４０から駆動される絶縁変圧器によって電力供給される低ドロップアウト電圧レギュレータを使用して、器具インターフェース回路１９８０に電力を供給することができる。
一態様では、器具インターフェース回路１９８０は、信号調整回路２０２０（図７及び図８Ｃ）と通信するプログラム可能な論理機構２０００（例えば、ＦＰＧＡ）を備えてもよい。信号調整回路２０２０は、プログラム可能な論理機構２０００から周期信号（例えば、２ｋＨｚの方形波）を受信して同一の周波数を有する双極呼掛け信号を生成するように構成することができる。呼掛け信号は、例えば、差動増幅器によって供給される双極電流源を使用して発生させることができる。呼掛け信号は、（例えば、発生器１１００を外科用装置に接続するケーブル内の導電性のペア（conductive pair）を使用することによって）外科用装置制御回路に伝達され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視され得る。例えば、制御回路は、制御回路の状態又は構成が１つ以上の特性に基づいて個別に識別可能であるように、呼掛け信号の１つ以上の特性（例えば、振幅、整流）を修正するために、多数のスイッチ、レジスタ、及び／又はダイオードを含んでもよい。例えば、一態様では、信号調整回路２０２０は、呼掛け信号が通過することによって生じる制御回路の入力間に現れる電圧信号のサンプルを生成するためのＡＤＣを備えることができる。プログラム可能な論理機構２０００（又は非絶縁段階１５４０の一構成要素）は、続いて、ＡＤＣサンプルに基づく制御回路の状態又は構成を判定することができる。
一態様では、器具インターフェース回路１９８０は、プログラム可能な論理機構２０００（又は器具インターフェース回路１９８０の他の要素）と、外科用装置の内部に配置された、又は別の方法で外科用装置と関連付けられた第１のデータ回路との間の情報交換を可能にする第１のデータ回路インターフェース２０４０を備えることができる。特定の態様では、例えば、第１のデータ回路２０６０は、外科用装置のハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又は特定の外科用装置タイプ又はモデルを発生器１１００とインターフェースさせるためのアダプタ内に配置されてもよい。特定の態様では、第１のデータ回路は、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）装置などの、不揮発性記憶装置を備えることができる。特定の態様では、図７を再び参照すると、第１のデータ回路インターフェース２０４０は、プログラム可能な論理機構２０００とは別に実装されてもよく、プログラム可能な論理機構２０００と第１のデータ回路との間の通信を可能にする好適な回路（例えば、個別論理機構、プロセッサ）を備えてもよい。他の態様では、第１のデータ回路インターフェース２０４０はプログラム可能な論理機構２０００と一体的であってもよい。
特定の態様では、第１のデータ回路２０６０は、第１のデータ回路２０６０が関連付けられる特定の外科用装置に関する情報を記憶することができる。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用装置が使用された動作数、及び／又は他のタイプの情報を含むことができる。この情報は、器具インターフェース回路１９８０によって（例えば、プログラム可能な論理機構２０００によって）読み取られて、出力装置２１４０を介してユーザに提示するために、及び／又は発生器１１００の機能若しくは動作を制御するために、非絶縁段階１５４０の構成要素（例えば、プログラム可能な論理機構１６６０、プロセッサ１７４０、及び／又はプロセッサ１９００）に転送され得る。更に、任意の種類の情報を、第１のデータ回路２０６０内に記憶するために、第１のデータ回路インターフェース２０４０を介して第１のデータ回路２０６０に伝達することができる（例えば、プログラム可能な論理機構２０００を使用して）。そのような情報は例えば、外科用装置が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含むことができる。
上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び／又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であってもよい（例えば、器具１１０６は、ハンドピース１１０７から取り外し可能であってもよい）。そのような場合、既知の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力を制限されている場合がある。しかしながら、この問題に対処するために、外科用装置器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能を欠く発生器との下位互換性を保つように、外科用装置を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計の複雑さ、及び費用のために、実用的でない場合がある。器具の他の態様は、既存の外科用器具に実装され得るデータ回路を経済的に使用し、外科用装置と最新の発生器プラットフォームとの互換性を維持するために設計変更を最小限にすることによってこれらの懸念に対処する。
更に、発生器１１００の態様は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にすることができる。例えば、発生器１１００は、外科用装置の器具（例えば、器具１１０４、１１０６、又は１１０８）内に収容される第２のデータ回路（例えば、データ回路）と通信するように構成され得る。器具インターフェース回路１９８０は、この通信を可能にする第２のデータ回路インターフェース２１００を含むことができる。一態様では、第２のデータ回路インターフェース２１００は、トライステートデジタルインターフェースを含むことができるが、他のインターフェースを使用することもできる。特定の態様では、第２のデータ回路は、概して、データを送信及び／又は受信するための任意の回路であることができる。一態様では、例えば、第２のデータ回路は、この回路が関連付けられる特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び／又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。追加的に又は代替的に、任意の種類の情報を、第２のデータ回路内に記憶するために、第２のデータ回路インターフェース２１００を介して（例えば、プログラム可能な論理機構２０００を使用して）第２のデータ回路に伝達してもよい。そのような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。特定の態様では、第２のデータ回路は、１つ以上のセンサ（例えば、器具ベースの温度センサ）によって取得されたデータを送信してもよい。特定の態様では、第２のデータ回路は、発生器１１００からデータを受信して、受信したデータに基づきユーザに表示（例えば、ＬＥＤ表示又は他の可視表示）を提供することができる。
特定の態様では、第２のデータ回路及び第２のデータ回路インターフェース２１００は、この目的のために追加の導体（例えば、ハンドピースを発生器１１００に接続するケーブルの専用導体）を設ける必要なしにプログラム可能な論理機構２０００と第２のデータ回路との間の通信を達成できるように構成することができる。一態様では、例えば、使用される導体のうちの１つが、信号調整回路２０２０からハンドピース内の制御回路へ呼掛け信号を送信するなど、既存のケーブル配線上に実装されたワンワイヤバス通信方式を使用して、第２のデータ回路との間で情報を伝達することができる。このようにして、元来必要であり得る外科用装置の設計変更又は修正が最小化又は低減される。更に、様々な種類の通信が（周波数帯域分離を伴うか又は伴わないかのいずれかで）一般的な物理チャネルを介して実施され得るため、第２のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有さない発生器にとっては「不可視」であり、したがって、外科用装置器具の下位互換性を可能にすることができる。
特定の態様では、絶縁段階１５２０は、患者にＤＣ電流が通電するのを防ぐために、駆動信号出力部１６００ｂに接続された少なくとも１つのブロッキングコンデンサ２９６０－１（図８Ｃ）を含んでもよい。単一のブロッキングコンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障は比較的稀であるが、それでもなおそのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一態様では、第２のブロッキングコンデンサ２９６０－２をブロッキングコンデンサ２９６０－１と直列に設けて、ブロッキングコンデンサ２９６０－１、２９６０－２の間の点からの電流漏れを、例えば、漏れ電流によって誘起された電圧をサンプリングするためのＡＤＣ２９８０によって監視することができる。サンプルは、例えば、プログラム可能な論理機構２０００によって受信され得る。（図７の態様で電圧サンプルによって示される）漏れ電流の変化に基づいて、発生器１１００は、ブロッキングコンデンサ２９６０－１、２９６０－２のうちの少なくとも１つが故障したときを判定してもよい。したがって、図７の態様は、単一の故障点を有する単一コンデンサ設計に対して利益を提供してもよい。
特定の態様では、非絶縁段階１５４０は、好適な電圧及び電流でＤＣ電力を出力するための電源２１１０を備えることができる。電源は、例えば、４８ＶＤＣシステム電圧を出力するための、４００Ｗ電源を備えることができる。上述したように、電源２１１０は、電源の出力を受信して、発生器１１００の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流でＤＣ出力を生成するための、１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０を更に備えてもよい。コントローラ１９６０と関連して上述したように、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０のうちの１つ以上は、ユーザによる「オン／オフ」入力装置２１５０の起動がコントローラ１９６０によって検出されたときにコントローラ１９６０から入力を受信し、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０の動作又は起動を可能にしてもよい。
図９Ａ～図９Ｂは、発生器１１００の一態様の特定の機能的態様及び構造的態様を示す。電力変圧器１５６０の二次巻線１５８０から出力される電流及び電圧を示すフィードバックは、それぞれＡＤＣ１７８０、１８００によって受信される。示されるように、ＡＤＣ１７８０、１８００は、２チャンネルＡＤＣとして実装することができ、また、駆動信号のオーバーサンプリング（例えば、およそ２００倍のオーバーサンプリング）を可能にするように高速（例えば、８０Ｍｓｐｓ）でフィードバック信号をサンプリングすることができる。電流及び電圧フィードバック信号は、ＡＤＣ１７８０、１８００による処理の前に、アナログ領域で適切に調整され得る（例えば、増幅、フィルタリング）。ＡＤＣ１７８０、１８００からの電流及び電圧フィードバックサンプルは、個別にバッファリングされ、その後、プログラム可能な論理機構１６６０のブロック２１２０内の単一データストリーム内に、多重化又はインターリーブされ得る。図９Ａ～図９Ｂの態様では、プログラム可能な論理機構１６６０は、ＦＰＧＡを備える。
多重化された電流及び電圧フィードバックサンプルは、プロセッサ１７４０のブロック２１４４内に実装される並列データ収集ポート（ＰＤＡＰ）によって受信され得る。ＰＤＡＰは、多重化フィードバックサンプルとメモリアドレスを相関付けるための多くの方法のいずれかを実施するためのパッキングユニットを含むことができる。一態様では、例えば、プログラム可能な論理機構１６６０によって出力される特定のＬＵＴサンプルに対応するフィードバックサンプルは、ＬＵＴサンプルのＬＵＴアドレスと関連付けられるか又はインデックス付けされる１つ以上のメモリアドレスで記憶されてもよい。別の態様では、プログラム可能な論理機構１６６０によって出力される特定のＬＵＴサンプルに対応するフィードバックサンプルは、ＬＵＴサンプルのＬＵＴアドレスと共に、共通の記憶場所で記憶され得る。いずれにせよ、フィードバックサンプルの特定のセットが由来するＬＵＴサンプルのアドレスがその後確認され得るように、フィードバックサンプルは記憶され得る。上記のように、ＬＵＴサンプルアドレス及びフィードバックサンプルの同期が、このようにして、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。プロセッサ１７４０のブロック２１６６で実装されるダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）コントローラは、プロセッサ１７４０の指定された記憶場所２１８０（例えば、内部ＲＡＭ）でフィードバックサンプル（及び適用可能な場合は任意のＬＵＴサンプルアドレスデータ）を記憶することができる。
プロセッサ１７４０のブロック２２００は、プログラム可能な論理機構１６６０に記憶されたＬＵＴサンプルを、動的な進行中ベースで予め歪ませ、又は修正するために、予歪みアルゴリズムを実施することができる。上記のように、ＬＵＴサンプルの予歪みは、発生器１１００の出力駆動回路に存在する様々な歪み源を補償することができる。予め歪ませたＬＵＴサンプルは、したがって、駆動回路により処理される場合、超音波トランスデューサを最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する駆動信号を生じることとなる。
予歪みアルゴリズムのブロック２２２０において、超音波トランスデューサの動作ブランチを流れる電流が判定される。動作ブランチ電流は、例えば、記憶場所２１８０に記憶された電流及び電圧フィードバックサンプル（これは、好適にスケーリングされると、上記の図６のモデルのＩｇ及びＶｇを表わし得る）、超音波トランスデューサ静電容量Ｃ０の値（測定されるか又は先験的に既知である）、及び駆動周波数の既知の値に基づき、キルヒホッフの電流則を使用して判定されてもよい。ＬＵＴサンプルと関連する、記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルの各セットにおける、動作ブランチ電流サンプルが判定され得る。
予歪みアルゴリズムのブロック２２４０では、ブロック２２２０で判定された各動作ブランチ電流サンプルは、所望の電流波形形状のサンプルと比較されて、比較されるサンプル間の差又はサンプル振幅誤差を判定する。この判定のために、電流波形形状のサンプルが、例えば、所望の電流波形形状の１サイクルに関する振幅サンプルを含む波形形状ＬＵＴ２２６０から供給され得る。比較のために使用される、ＬＵＴ２２６０からの所望の電流波形形状の特定のサンプルは、比較に使用される動作ブランチ電流サンプルと関連付けられたＬＵＴサンプルアドレスによって決定され得る。したがって、動作ブランチ電流のブロック２２４０への入力は、その関連するＬＵＴサンプルアドレスのブロック２２４０への入力と同期され得る。したがって、プログラム可能な論理機構１６６０に記憶されるＬＵＴサンプルと、波形形状ＬＵＴ２２６０に記憶されるＬＵＴサンプルは、同等の数値であることができる。特定の態様では、波形形状ＬＵＴ２２６０に記憶されたＬＵＴサンプルによって表される所望の電流波形形状は、基本正弦波であることができる。他の波形形状が望ましい場合がある。例えば、横方向又は他の様式の有益な振動のために、少なくとも２つの機械的共振を駆動するための三次高調波などの他の波長における１つ以上の他の駆動信号と重なり合った超音波トランスデューサの主要な長手方向の運動を駆動するための、基本的な正弦波が使用され得ることが想到される。
ブロック２２４０で判定されるサンプル振幅誤差のそれぞれの値は、その関連付けられたＬＵＴアドレスの指標と共に、（図９Ａのブロック２２８０に示される）プログラム可能な論理機構１６６０のＬＵＴに伝達することができる。サンプル振幅誤差の値、及びその関連付けされたアドレス（並びに、任意により、先に受信された同じＬＵＴアドレスに関するサンプル振幅誤差の値）に基づき、ＬＵＴ２２８０（又はプログラム可能な論理機構１６６０の他の制御ブロック）は、ＬＵＴアドレスに記憶されるＬＵＴサンプルの値を予め歪ませるか又は修正することができ、それによってサンプル振幅誤差は低減又は最小化される。ＬＵＴアドレスの全範囲にわたる反復的な方法での各ＬＵＴサンプルのそのような予歪み又は修正が、発生器の出力電流の波形形状を、波形形状ＬＵＴ２２６０のサンプルによって表される所望の電流波形形状と一致又は適合させることは理解されよう。
電流及び電圧振幅測定値、電力測定値、及びインピーダンス測定値が、記憶場所２１８０に記憶される電流及び電圧フィードバックサンプルに基づいて、プロセッサ１７４０のブロック２３００で判定され得る。これらの数値の判定の前に、フィードバックサンプルを適切にスケーリングして、特定の態様では、適切なフィルタ２３２０を通じて処理して、例えば、データ取得プロセスにより生じるノイズ及び誘発された高調波成分を除去することができる。フィルタリングされた電圧及び電流サンプルはしたがって、発生器の駆動出力信号の基本周波数を実質的に表し得る。特定の態様では、フィルタ２３２０は周波数領域において適用される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタであってよい。こうした態様は、出力駆動信号電流及び電圧信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用することができる。特定の態様では、生じる周波数スペクトルは、追加的な発生器機能を提供するために使用することができる。一態様では、例えば、基本周波数成分に対する第２次及び／又は第３次高調波成分の比率を、診断指標として使用することができる。
ブロック２３４０（図９Ｂ）では、駆動信号出力電流を表す測定値Ｉｒｍｓを生成するために、駆動信号のサイクルの整数を表す電流フィードバックサンプルのサンプルサイズに、二乗平均平方根（ＲＭＳ）計算が適用されてもよい。
ブロック２３６０では、駆動信号出力電圧を表す測定値Ｖｒｍｓを判定するために、駆動信号のサイクルの整数を表す電圧フィードバックサンプルのサンプルサイズに、二乗平均平方根（ＲＭＳ）計算が適用され得る。
ブロック２３８０では、電流及び電圧フィードバックサンプルは逐一乗算されてもよく、平均計算が駆動信号のサイクルの整数を表すサンプルに適用されて、発生器の実際の出力電力の測定値Ｐｒが判定される。
ブロック２４００では、発生器の皮相出力電力の測定値Ｐａは、積Ｖｒｍｓ・Ｉｒｍｓとして判定され得る。
ブロック２４２０では、負荷インピーダンスの大きさの測定値Ｚｍは、商Ｖｒｍｓ／Ｉｒｍｓとして判定され得る。
特定の態様では、ブロック２３４０、２３６０、２３８０、２４００、及び２４２０において判定される数値Ｉｒｍｓ、Ｖｒｍｓ、Ｐｒ、Ｐａ、及びＺｍは、多数の制御及び／又は診断プロセスのうちのいずれかを実施するために発生器１１００により使用され得る。特定の態様では、これらの数値のいずれかを、例えば、発生器１１００と一体の出力装置２１４０、又は発生器１１００と接続された出力装置２１４０を介して、適切な通信インターフェース（例えば、ＵＳＢインターフェース）を通じてユーザに伝達することができる。様々な診断プロセスとしては、例えば、ハンドピース一体性、器具一体性、器具取り付け一体性、器具オーバーロード、器具オーバーロード接近、周波数固定不良、過電圧状態、過電流状態、過電力状態、電圧感知不良、電流感知不良、可聴指標不良、視覚指標不良、短絡回路状態、電力供給不良、又はブロッキングコンデンサ不良が挙げられ得るが、これらに限定されない。
プロセッサ１７４０のブロック２４４０は、発生器１１００によって駆動される電気負荷（例えば、超音波トランスデューサ）のインピーダンス位相を判定かつ制御するための位相制御アルゴリズムを実施してもよい。上述のように、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定値（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減することによって、高調波歪みの影響を最小化又は低減し、位相測定の精度を向上させることができる。
位相制御アルゴリズムは、記憶場所２１８０に記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルを、入力として受信する。位相制御アルゴリズムでこれらを使用する前に、フィードバックサンプルが適切にスケーリングされ、特定の態様では、例えば、データ取得プロセス及び誘発された高調波成分から生じるノイズを除去するために、適切なフィルタ２４６０（フィルタ２３２０と同一でもよい）を通して処理されてもよい。フィルタリングされた電圧及び電流サンプルはしたがって、発生器の駆動出力信号の基本周波数を実質的に表し得る。
位相制御アルゴリズムのブロック２４８０で、超音波トランスデューサの動作ブランチを流れる電流が判定される。この判定は、予歪みアルゴリズムのブロック２２２０と関連して上記で説明されたものと同一であってもよい。したがって、ブロック２４８０の出力は、ＬＵＴサンプルと関連する記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルの各セットに関して、動作ブランチ電流サンプルであることができる。
位相制御アルゴリズムのブロック２５００では、インピーダンス位相は、ブロック２４８０で判定された動作ブランチ電流サンプル及び対応する電圧フィードバックサンプルの同期された入力に基づいて判定される。特定の態様では、インピーダンス位相は、波形の立ち上がりエッジで測定されたインピーダンス位相と波形の立ち下がりエッジで測定されたインピーダンス位相の平均として判定される。
位相制御アルゴリズムのブロック２５２０では、ブロック２２２０で判定されたインピーダンス位相の値は位相設定値２５４０と比較されて、比較される値の間の差異又は位相誤差が判定される。
位相制御アルゴリズムのブロック２５６０（図９Ａ）では、ブロック２５２０で判定された位相誤差の値、及びブロック２４２０で判定されたインピーダンスの大きさに基づいて、駆動信号の周波数を制御するための周波数出力が判定される。ブロック２５００において判定されたインピーダンス位相を位相設定値（例えば、ゼロ位相誤差）に維持するため、周波数出力値は、ブロック２５６０によって連続的に調節されてＤＤＳ制御ブロック２６８０（後述）に転送され得る。特定の態様では、インピーダンス位相は、０°位相設定値に調節され得る。このようにして、なんらかの高調波歪み量があれば電圧波形の頂部周囲で中央に合わせられ、相インピーダンス決定の正確性を向上させる。
プロセッサ１７４０のブロック２５８０は、ユーザが指定する設定値に従って、又は発生器１１００によって実施される他のプロセス若しくはアルゴリズムによって指定される要件に従って、駆動信号電流、電圧、及び電力を制御するために、駆動信号の電流振幅を変調するためのアルゴリズムを実施することができる。これらの数値の制御は、例えば、ＬＵＴ２２８０のＬＵＴサンプルのスケーリングによって、及び／又はＤＡＣ１８６０を介したＤＡＣ１６８０（電力増幅器１６２０に入力を供給する）のフルスケール出力電圧を調節することによって、実現することができる。ブロック２６００（特定の態様では、ＰＩＤコントローラとして実装され得る）は、記憶場所２１８０から入力として電流フィードバックサンプル（適切にスケーリング及びフィルタリングされ得る）を受信することができる。電流フィードバックサンプルは、駆動信号が必要な電流を供給しているかどうかを判定するために、制御された変数（例えば、電流、電圧、又は電力）によって決定される「電流需要」Ｉｄ値と比較され得る。駆動信号電流が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、電流設定値２６２０Ａ（Ｉｓｐ）によって直接指定され得る。例えば、電流フィードバックデータのＲＭＳ値（ブロック２３４０で判定される）は、適切なコントローラ作用を判定するために、ユーザ指定のＲＭＳ電流設定値Ｉｓｐと比較され得る。例えば、電流フィードバックデータが電流設定値Ｉｓｐよりも低いＲＭＳ値を示す場合、ＬＵＴスケーリング及び／又はＤＡＣ１６８０のフルスケール出力電圧は、駆動信号電流が増加するようにブロック２６００によって調節されてもよい。逆に、電流フィードバックデータが電流設定値Ｉｓｐよりも高いＲＭＳ値を示す場合、ブロック２６００は、駆動信号電流を低減させるように、ＬＵＴスケーリング及び／又はＤＡＣ１６８０のフルスケール出力電圧を調節してもよい。
駆動信号電圧が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、例えば、ブロック２４２０で測定された負荷インピーダンスの大きさＺｍが与えられた場合に所望の電圧設定値２６２０Ｂ（Ｖｓｐ）を維持するのに必要な電流に基づいて間接的に指定され得る（例えば、Ｉｄ＝Ｖｓｐ／Ｚｍ）。同様に、駆動信号電力が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、例えばブロック２３６０で測定された電圧Ｖｒｍｓを与えられた場合に所望の電力設定値２６２０Ｃ（Ｐｓｐ）を維持するのに必要な電流に基づいて間接的に指定され得る（例えばＩｄ＝Ｐｓｐ／Ｖｒｍｓ）。
ブロック２６８０（図９Ａ）は、ＬＵＴ２２８０に記憶されたＬＵＴサンプルを再呼び出しすることによって駆動信号を制御するために、ＤＤＳ制御アルゴリズムを実施することができる。特定の態様では、ＤＤＳ制御アルゴリズムは、ポイント（記憶場所）スキップ技術を使用して固定クロックレートで波形のサンプルを生成するための数値制御発振器（ＮＣＯ）アルゴリズムであってよい。ＮＣＯアルゴリズムは、ＬＵＴ２２８０からＬＵＴサンプルを再呼び出しするためのアドレスポインタとして機能する、位相アキュムレータ、又は周波数－位相変換器を実装することができる。一態様では、位相アキュムレータは、Ｄステップサイズ、モジュロＮ位相アキュムレータであることができ、ここでＤは周波数制御値を表す正の整数であり、ＮはＬＵＴ２２８０内のＬＵＴサンプルの数である。例えば、Ｄ＝１の周波数制御値により、例えば、位相アキュムレータにＬＵＴ２２８０の全てのアドレスを連続的に指定させ、ＬＵＴ２２８０に記憶された波形を複製する波形出力を生じさせることができる。Ｄ＞１である場合、位相アキュムレータは、ＬＵＴ２２８０のアドレスをスキップして、より高い周波数を有する波形出力を生じさせることができる。これにより、ＤＤＳ制御アルゴリズムによって生成される波形の周波数がしたがって、周波数制御値を適切に変化させることによって制御され得る。特定の態様では、周波数制御値は、ブロック２４４０で実施された位相制御アルゴリズムの出力に基づいて判定され得る。ブロック２６８０の出力は、ＤＡＣ１６８０の入力を供給することができ、これが次に対応するアナログ信号を電力増幅器１６２０の入力に供給する。
プロセッサ１７４０のブロック２７００は、増幅されている信号の波形エンベロープに基づいて電力増幅器１６２０のレール電圧を動的に変調し、それによって電力増幅器１６２０の効率を改善するための、スイッチモード変換器制御アルゴリズムを実施することができる。特定の態様では、波形エンベロープの特性は、電力増幅器１６２０に含まれる１つ以上の信号を監視することによって判定してもよい。一態様では、例えば、波形エンベロープの特性は、増幅信号のエンベロープに従って変調されるドレイン電圧（例えば、ＭＯＳＦＥＴドレイン電圧）の最小値を監視することによって判定することができる。最小電圧信号は、例えば、ドレイン電圧に連結された電圧最小検出器によって生成され得る。最小電圧信号は、ＡＤＣ１７６０よってサンプリングされ、出力最小電圧サンプルは、スイッチモード変換器制御アルゴリズムのブロック２７２０で受信されてもよい。最小電圧サンプルの値に基づき、ブロック２７４０は、ＰＷＭ発生器２７６０によって出力されるＰＷＭ信号を制御してもよく、これが続いて、スイッチモードレギュレータ１７００によって電力増幅器１６２０に供給されるレール電圧を制御する。特定の態様では、最小電圧サンプルの値がブロック２７２０に入力される最小ターゲット２７８０未満である限り、レール電圧は、最小電圧サンプルによって特徴付けられる波形エンベロープに従って変調され得る。例えば、最小電圧サンプルが低いエンベロープ電力レベルを示すときは、ブロック２７４０によって低いレール電圧が電力増幅器１６２０に供給され、完全なレール電圧は、最小電圧サンプルが最大エンベロープ電力レベルを示すときにのみ供給されてもよい。最小電圧サンプルが最小ターゲット２７８０を下回るときは、ブロック２７４０によって、レール電圧が電力増幅器１６２０の適切な動作を確実にするのに好適な最小値に維持されてもよい。
図１０は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路５００を示す。制御回路５００は、本明細書に説明される様々なプロセスを実装するように構成することができる。制御回路５００は、少なくとも１つのメモリ回路５０４に連結された１つ以上のプロセッサ５０２（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ）を備えるマイクロコントローラを備えてもよい。メモリ回路５０４は、プロセッサ５０２によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ５０２に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ５０２は、当該技術分野で既知の多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうちの任意の１つであってもよい。メモリ回路５０４は、揮発性及び不揮発性の記憶媒体を含むことができる。プロセッサ５０２は、命令処理ユニット５０６及び演算ユニット５０８を含んでよい。命令処理ユニットは、本開示のメモリ回路５０４から命令を受信するように構成されてもよい。
図１１は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路５１０を示す。組み合わせ論理回路５１０は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。組み合わせ論理回路５１０は、入力５１４で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５１２によってデータを処理し、出力５１６を提供するように構成された組み合わせ論理５１２を含む有限状態マシンを含み得る。
図１２は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路５２０を示す。順序論理回路５２０又は組み合わせ論理５２２は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路５２０は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路５２０は、例えば、組み合わせ論理５２２、少なくとも１つのメモリ回路５２４、及びクロック５２９を含んでもよい。少なくとも１つのメモリ回路５２４は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路５２０は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理５２２は、入力５２６から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５２２によってデータを処理し、出力５２８を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ（例えば、図１３のプロセッサ５０２）と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路（例えば、図１４の組み合わせ論理回路５１０）と順序論理回路５２０との組み合わせを含んでもよい。
一態様では、外科システム１０００の超音波又は高周波電流発生器は、ルックアップテーブル内に記憶される所定の数の位相点を望ましく用いて波形をデジタル化するように、電気信号波形をデジタル的に生成させるように構成され得る。メモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は任意の好適な不揮発性メモリで定義されたテーブル内に、位相点を記憶させてよい。図１３は、電気信号波形のための複数の波形を生成させるように構成された、直接デジタル合成（ＤＤＳ）回路４１００などのデジタル合成回路のための、基本的アーキテクチャの一態様を示す。発生器ソフトウェア及びデジタル制御は、ルックアップテーブル４１０４内のアドレスを走査するようにＦＰＧＡに指示を出すことができ、これが続いて電力増幅器に給電するＤＡＣ回路４１０８に様々なデジタル入力値を提供する。アドレスは、目的の周波数に従って走査されてよい。こうしたルックアップテーブル４１０４を使用することは、組織内、又はトランスデューサ、ＲＦ電極、複数のトランスデューサ内に同時に、複数のＲＦ電極内に同時に、若しくはＲＦ及び超音波器具の組み合わせ内に供給され得る、様々な種類の波形を生成させることを可能にする。更に、複数の波形を表す複数のルックアップテーブル４１０４を作成し、記憶し、発生器から組織に適用することができる。
波形信号は、超音波トランスデューサ及び／若しくはＲＦ電極、又はそれらの複数（例えば、２つ若しくはそれ以上の超音波トランスデューサ及び／又は２つ若しくはそれ以上のＲＦ電極）の出力電流、出力電圧、又は出力電力のうち、少なくとも１つを制御するように構成されてよい。更に、外科用器具が超音波コンポーネントを備える場合、波形信号は、少なくとも１つの外科用器具の超音波トランスデューサの少なくとも２つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。したがって、発生器は、波形信号を少なくとも１つの外科用器具へと提供するように構成されてよく、波形信号は、テーブル内の複数の波形の少なくとも１つの波形に応答する。なお、２つの外科用器具に提供される波形信号は、２つ以上の波形を含んでよい。テーブルは複数の波形に関係した情報を含んでよく、またテーブルは発生器内に記憶されてよい。一態様又は一実施例では、テーブルは、直接デジタル合成テーブルであってよく、発生器のＦＰＧＡ内に記憶されてよい。テーブルは、波形をカテゴリー化するのに便利である任意の方法によってアドレス指定されてよい。一態様によれば、直接デジタル合成テーブルであり得るテーブルは、波形信号の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関係した情報は、デジタル情報としてテーブル内に記憶されてよい。
アナログ電気信号波形は、超音波トランスデューサ及び／若しくはＲＦ電極、又はそれらの複数（例えば、２つ若しくはそれ以上の超音波トランスデューサ及び／又は２つ若しくはそれ以上のＲＦ電極）の出力電流、出力電圧、又は出力電力のうち、少なくとも１つを制御するように構成されてよい。更に、外科用器具が超音波コンポーネントを備える場合、アナログ電気信号波形は、少なくとも１つの外科用器具の超音波トランスデューサの少なくとも２つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。したがって、発生器回路は、アナログ電気信号波形を少なくとも１つの外科用器具へと提供するように構成されてもよく、アナログ電気信号波形は、ルックアップテーブル４１０４内に記憶された複数の波形の少なくとも１つの波形に対応する。なお、２つの外科用器具に提供されるアナログ電気信号波形は、２つ以上の波形を含んでもよい。ルックアップテーブル４１０４は、複数の波形に関連した情報を含んでよく、またルックアップテーブル４１０４は、発生器回路又は外科用器具のいずれかに記憶されてよい。一態様又は実施例では、ルックアップテーブル４１０４は、直接デジタル合成テーブルであってよく、これは発生器回路又は外科用器具のＦＰＧＡに記憶されてよい。ルックアップテーブル４１０４は、波形をカテゴリー化するために便利である任意の方法によってアドレス指定されてもよい。一態様によれば、直接デジタル合成テーブルであってもよいルックアップテーブル４１０４は、所望のアナログ電気信号波形の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関係した情報は、デジタル情報としてルックアップテーブル４１０４に記憶されてよい。
計装システム及び通信システムにおけるデジタル技術の広範な使用を伴い、基準周波数から複数の周波数を生成させるデジタル的制御法が発展し、直接デジタル合成と呼ばれている。基本アーキテクチャを図１３に示す。簡略化された本ブロック図では、ＤＤＳ回路は、発生器回路のプロセッサ、コントローラ、又は論理機構、及び外科システム１０００の発生器回路内に位置するメモリ回路に連結されている。ＤＤＳ回路４１００は、アドレスカウンタ４１０２、ルックアップテーブル４１０４、レジスタ４１０６、ＤＡＣ回路４１０８、及びフィルタ４１１２を備える。安定クロックｆｃは、アドレスカウンタ４１０２により受信され、レジスタ４１０６は、正弦波（又は他の任意の波形）のサイクルの１つ以上の整数をルックアップテーブル４１０４内に記憶するプログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）を駆動する。アドレスカウンタ４１０２が記憶場所をステップスルーすると、ルックアップテーブル４１０４内に記憶された値は、ＤＡＣ回路４１０８に連結されたレジスタ４１０６に書き込まれる。ルックアップテーブル４１０４の記憶場所における信号の対応するデジタル振幅は、続いてアナログ出力信号４１１０を生成させるＤＡＣ回路４１０８を駆動する。アナログ出力信号４１１０のスペクトル純度は、主としてＤＡＣ回路４１０８により判定される。位相雑音は、基本的に基準クロックｆｃのものである。ＤＡＣ回路４１０８から出力される第１のアナログ出力信号４１１０は、フィルタ４１１２によりフィルタリングされ、フィルタ４１１２により出力される第２のアナログ出力信号４１１４は、発生器回路の出力に連結された出力を有する増幅器へと提供される。第２のアナログ出力信号は、周波数ｆｏｕｔを有する。
ＤＤＳ回路４１００は、サンプリングされたデータシステムであるため、量子化雑音、エイリアシング、フィルタリングなどのサンプリングに伴う問題を考慮しなければならない。例えば、位相ロックループ（ＰＬＬ）ベースのシンセサイザの出力の高次高調波がフィルタリングされ得るのに対して、ＤＡＣ回路４１０８出力周波数の高次高調波はナイキスト帯域幅に折り返して、それらをフィルタリング不可にする。ルックアップテーブル４１０４は、サイクルの整数に関する信号データを含む。最終出力周波数ｆｏｕｔは、基準クロック周波数ｆｃを変更することで、又はＰＲＯＭを再プログラミングすることによって変更することができる。
ＤＤＳ回路４１００は、複数のルックアップテーブル４１０４を含んでもよく、ルックアップテーブル４１０４は、所定のサンプル数により表される波形を記憶し、サンプルは、所定の波形形状を画定する。したがって、独自の形状を有する複数の波形は、複数のルックアップテーブル４１０４内に記憶されて、器具設定又は組織フィードバックに基づく様々な組織処置を提供することができる。波形の例としては、表面組織凝固のための高い波高率のＲＦ電気信号波形、より深い組織貫通のための低い波高率のＲＦ電気信号波形、及び効果的な修正凝固を促進する電気信号波形が挙げられる。一態様では、ＤＤＳ回路４１００は、複数の波形ルックアップテーブル４１０４を作成することができ、組織処置手順の間（例えば、ユーザ入力又はセンサ入力に基づく「オンザフライ」又は実質実時間にて）、所望の組織効果及び／又は組織フィードバックに基づいて、個別のルックアップテーブル４１０４に記憶された様々な波形間で切り替えを行うことができる。したがって、波形間の切り替えは、例えば、組織インピーダンス及び他の要素に基づくことができる。他の態様では、ルックアップテーブル４１０４は、サイクル毎に組織内へと送達される電力を最大化するよう形成される電気信号波形（すなわち、台形波又は方形波）を記憶することができる。他の態様では、ルックアップテーブル４１０４は、同期された波形を記憶することができ、その結果、この波形が、ＲＦ及び超音波駆動信号を送達しながら、外科システム１０００の多機能型外科用器具による電力送達を最大化する。更に他の態様では、ルックアップテーブル４１０４は、超音波周波数のロックを維持しながら、超音波並びにＲＦ治療用及び／又は治療量以下のエネルギーを同時に駆動する電気信号波形を記憶することができる。様々な器具及びそれらの組織効果に特有のカスタム波形は、発生器回路の不揮発性メモリ内、又は外科システム１０００の不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）内に記憶され得、また多機能型外科用器具を発生器回路に接続する際にフェッチされる。多くの高波高率「凝固」波形に使用される、指数関数的に減衰する正弦曲線の例を図１５に示す。
ＤＤＳ回路４１００のよりフレキシブルで効果的な実装は、数値制御発振器（ＮＣＯ）と呼ばれるデジタル回路を用いる。ＤＤＳ回路４２００などの、よりフレキシブルで効果的なデジタル合成回路のブロック図を図１４に示す。この簡略化されたブロック図では、ＤＤＳ回路４２００は、発生器のプロセッサ、コントローラ、又は論理機構に、及び発生器又は外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれかに位置するメモリ回路に連結されている。ＤＤＳ回路４２００は、負荷レジスタ４２０２、並列デルタ位相レジスタ４２０４、加算器回路４２１６、位相レジスタ４２０８、ルックアップテーブル４２１０（位相－振幅変換器）、ＤＡＣ回路４２１２、及びフィルタ４２１４を備える。加算器回路４２１６及び位相レジスタ４２０８は、位相アキュムレータ４２０６の一部を形成する。クロック周波数ｆｃは、位相レジスタ４２０８及びＤＡＣ回路４２１２に適用される。負荷レジスタ４２０２は、基準クロック周波数信号ｆｃの分数としての出力周波数を特定する調整ワードを受信する。負荷レジスタ４２０２の出力は、調整ワードＭと共に、並列デルタ位相レジスタ４２０４に提供される。
ＤＤＳ回路４２００は、クロック周波数ｆｃを生成させるサンプルクロック、位相アキュムレータ４２０６、及びルックアップテーブル４２１０（例えば、位相－振幅変換器）を含む。位相アキュムレータ４２０６の内容は、クロックサイクルｆｃ毎に一度更新される。位相アキュムレータ４２０６が更新されると、並列デルタ位相レジスタ４２０４内に記憶されたデジタル数Ｍは、加算器回路４２１６により位相レジスタ４２０８内の数に加算される。並列デルタ位相レジスタ４２０４内の数は、００．．．０１であり、位相アキュムレータ４２０６の初期の内容は、００．．．００であると仮定する。位相アキュムレータ４２０６は、クロックサイクル毎に００．．．０１と更新される。位相アキュムレータ４２０６が３２－ビット幅である場合、位相アキュムレータ４２０６が００．．．００へと戻るまでに２３２クロックサイクル（４０億超）が必要とされ、サイクルは繰り返される。
位相アキュムレータ４２０６の切り捨てられた出力４２１８は、位相－振幅変換器のルックアップテーブル４２１０へと提供され、またルックアップテーブル４２１０の出力はＤＡＣ回路４２１２に連結される。位相アキュムレータ４２０６の切り捨てられた出力４２１８は、正弦（又は余弦）ルックアップテーブルへのアドレスとして機能する。ルックアップテーブル内のアドレスは、正弦波における０°～３６０°の位相点に対応する。ルックアップテーブル４２１０は、正弦波の１つの完全サイクルの対応するデジタル振幅情報を含む。したがって、ルックアップテーブル４２１０は、位相情報を位相アキュムレータ４２０６からデジタル振幅ワードにマッピングし、続いてこれがＤＡＣ回路４２１２を駆動させる。ＤＡＣ回路の出力は、第１のアナログ信号４２２０であり、フィルタ４２１４によりフィルタリングされる。フィルタ４２１４の出力は、発生器回路の出力に連結された電力増幅器へと提供される、第２のアナログ信号４２２２である。
一態様では、デジタル化され得る波形が、２５６（２８）～２８１、４７４、９７６、７１０、６５６（２４８）の範囲（表１に示すように、ｎは正の整数である）の任意の好適な２ｎ位相点の数であるにもかかわらず、電気信号波形を１０２４（２１０）位相点へとデジタル化してよい。電気信号波形はＡｎ（θｎ）として表されてもよく、点ｎにおける正規化された振幅Ａｎは位相角θｎにより表され、点ｎにおける位相点と呼ばれる。個別の位相点ｎの数は、ＤＤＳ回路４２００（及び図１３に示すＤＤＳ回路４１００）の調整分解能を決定する。
表１は、多数の位相点にデジタル化された電気信号波形を特定する。
Figure 0007289844000006
発生器回路アルゴリズム及びデジタル制御回路は、ルックアップテーブル４２１０内のアドレスを走査し、次にルックアップテーブル４２１０はフィルタ４２１４及び電力増幅器に給電するＤＡＣ回路４２１２に様々なデジタル入力値を提供する。アドレスは、目的の周波数に従って走査されてよい。ルックアップテーブルを使用することで、ＤＡＣ回路４２１２によりアナログ出力信号へと変換され、フィルタ４２１４によりフィルタリングされ、発生器回路の出力に連結した電力増幅器により増幅され、ＲＦエネルギーの形態で組織に供給されるか又は超音波トランスデューサに供給され、かつ熱の形態でエネルギーを組織へと送達する超音波振動形態で組織に適用され得る、様々な種類の形状を生成させることが可能である。増幅器の出力は、例えば、単一のＲＦ電極、同時に複数のＲＦ電極、単一の超音波トランスデューサ、同時に複数の超音波トランスデューサ又はＲＦトランスデューサ及び超音波トランスデューサの組み合わせに適用することができる。更に、複数の波形テーブルを作成し、記憶して、発生器回路から組織に適用することができる。
再び図１３を参照すると、ｎ＝３２及びＭ＝１の場合、位相アキュムレータ４２０６は、オーバフローして再起動する前に、２３２個の可能な出力をステップスルーする。対応する出力波周波数は、２３２で除算された入力クロック周波数に等しい。Ｍ＝２である場合は、位相レジスタ１７０８は２倍の速度で「ロールオーバー」し、出力周波数は倍増する。これは、以下のように一般化され得る。
ｎ－ビットを蓄積するように構成された位相アキュムレータ４２０６の場合（ｎは、一般にほとんどのＤＤＳシステムで２４～３２の範囲であるが、前述したように、ｎは広範囲の選択肢から選択されてよい）、２ｎの可能な位相点が存在する。デルタ位相レジスタにおけるデジタルワードＭは、位相アキュムレータがクロックサイクル毎に増分する量を表す。ｆｃがクロック周波数である場合、出力正弦波の周波数は、以下に等しい。
Figure 0007289844000007
上記の式は、ＤＤＳ「調整方程式」として知られている。システムの周波数分解能は、
Figure 0007289844000008
 と等しいことに留意されたい。ｎ＝３２では、分解能は４０億における一部よりも高い。ＤＤＳ回路４２００の一態様では、位相アキュムレータ４２０６外の全てのビットがルックアップテーブル４２１０に伝えられるわけではなく、切り捨てられて、例えば、最初の１３～１５個の最上位ビット（ＭＳＢ）のみが残される。これはルックアップテーブル４２１０のサイズを低減し、かつ周波数分解能に影響を及ぼさない。位相の切り捨ては、少量だが許容できる位相雑音の量のみを最終出力に追加する。
電気信号波形は、所定周波数における電流、電圧、又は電力により特徴付けられてよい。更に、外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれか１つが超音波コンポーネントを備える場合、電気信号波形は、少なくとも１つの外科用器具の超音波トランスデューサの少なくとも２つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。したがって、発生器回路は、電気信号波形を少なくとも１つの外科用器具に提供するように構成されてもよく、電気信号波形は、ルックアップテーブル４２１０（又は、図１３のルックアップテーブル４１０４）内に記憶された所定の波形を特徴とする。なお、電気信号波形は、２つ以上の波形の組み合わせであってもよい。ルックアップテーブル４２１０は、複数の波形に関係した情報を含んでもよい。一態様又は一実施例では、ルックアップテーブル４２１０はＤＤＳ回路４２００により生成されてよく、直接デジタル合成テーブルと呼ばれることもある。ＤＤＳは、オンボードメモリにおける大きな反復波形の第１記憶動作により、作動する。波形（正弦、三角形、方形、任意）のサイクルは、表１に示すように、所定の数の位相点によって表され、メモリに記憶され得る。一度波形がメモリ内部に記憶されると、非常に正確な周波数にて波形が生成され得る。直接デジタル合成テーブルは、発生器回路の不揮発性メモリ内に記憶され得、かつ／又は発生器回路内のＦＰＧＡ回路と共に実装され得る。ルックアップテーブル４２１０は、波形をカテゴリー化するのに便利な任意の好適な技術によってアドレス指定されてよい。一態様によれば、ルックアップテーブル４２１０は、電気信号波形の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関連する情報は、メモリ内のデジタル情報として、又はルックアップテーブル４２１０の一部として記憶されてよい。
一態様では、発生器回路は、電気信号波形を少なくとも２つの外科用器具へと同時に提供するように構成されてよい。発生器回路はまた、発生器回路の単一の出力チャネルを介して、２つの外科用器具へと同時に（２つ以上の波形を特徴としてもよい）電気信号波形を提供するように構成されてもよい。例えば、一態様では、電気信号波形は、超音波トランスデューサを駆動する第１の電気信号（例えば、超音波駆動信号）、第２のＲＦ駆動信号及び／又はそれらの組み合わせを含む。更に、電気信号波形は、複数の超音波駆動信号、複数のＲＦ駆動信号、並びに／又は複数の超音波駆動信号及びＲＦ駆動信号の組み合わせを含んでよい。
更に、本開示に従った発生器回路の操作方法は、電気信号波形を生成させること、及び生成された電気信号波形を外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれか１つに提供することを含み、電気信号波形を生成させることは、メモリから電気信号波形に関係した情報を受信することを含む。生成された電気信号波形は、少なくとも１つの波形を含む。更に、生成された電気信号波形を少なくとも１つの外科用器具へと提供することは、電気信号波形を少なくとも２つの外科用器具へと同時に提供することを含む。
本明細書に記載される発生器回路は、様々な種類の直接デジタル合成テーブルの生成を可能にし得る。発生器回路により生成される、種々の組織の処置に好適なＲＦ／電気外科用信号の波形の例としては、高波高率を伴うＲＦ信号（ＲＦモードで表面凝固に使用され得る）、低波高率を伴うＲＦ信号（より深い組織貫通のために使用され得る）及び効率的な修正凝固を促進する波形が挙げられる。発生器回路はまた、直接デジタル合成ルックアップテーブル４２１０を用いて複数の波形を生成させることができ、また、オンザフライで所望の組織効果に基づく特定の波形間で切り替えを行うことができる。切り替えは、組織インピーダンス及び／又は他の要素に基づいてよい。
従来の正弦／余弦波形に加えて、発生器回路は、サイクル毎の組織への電力を最大化する波形（複数可）（すなわち、台形波又は方形波）を生成させるように構成されてよい。発生器回路が、ＲＦ信号及び超音波信号を同時に駆動することを可能にする回路トポロジーを含むのであるならば、発生器回路は、ＲＦ信号及び超音波信号を同時に駆動する場合に、負荷へと送達される電力を最大化するように、かつ超音波周波数ロックを維持するように同期される波形（複数可）を提供することができる。更に、器具及びその組織効果に固有のカスタム波形は、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）内又は器具のＥＥＰＲＯＭ内に記憶され得、また外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれか１つを発生器回路に接続する際にフェッチされ得る。
ＤＤＳ回路４２００は、複数のルックアップテーブル４１０４を備えてよく、ルックアップテーブル４２１０は、所定数の位相点（サンプルと呼ばれる場合もある）により表される波形を記憶し、位相点は所定の波形の形状を画定する。したがって、独自の形状を有する複数の波形は、複数のルックアップテーブル４２１０内に記憶されて、器具設定又は組織フィードバックに基づく様々な組織処置を提供することができる。波形の例としては、表面組織凝固のための高い波高率のＲＦ電気信号波形、より深い組織貫通のための低い波高率のＲＦ電気信号波形、及び効果的な修正凝固を促進する電気信号波形が挙げられる。一態様では、ＤＤＳ回路４２００は、複数の波形ルックアップテーブル４２１０を作成することができ、組織処置手順の間（例えば、ユーザ入力又はセンサ入力に基づく「オンザフライ」又は実質実時間にて）、所望の組織効果及び／又は組織フィードバックに基づいて、様々なルックアップテーブル４２１０に記憶された様々な波形間で切り替えを行うことができる。したがって、波形間の切り替えは、例えば、組織インピーダンス及び他の要素に基づくことができる。他の態様では、ルックアップテーブル４２１０は、サイクル毎に組織内へと送達される電力を最大化するよう形成される電気信号波形（すなわち、台形波又は方形波）を記憶することができる。他の態様では、ルックアップテーブル４２１０は、同期した波形を記憶することができ、その結果、この波形が、ＲＦ及び超音波駆動信号を送達するときに、外科システム１０００の外科用器具のうちの任意の１つによる電力送達を最大化する。更に他の態様では、ルックアップテーブル４２１０は、超音波周波数のロックを維持しながら、超音波並びにＲＦ治療用及び／又は治療量以下のエネルギーを同時に駆動する電気信号波形を記憶することができる。一般に、出力波形は、正弦波、余弦波、脈波、方形波などの形態であってもよい。それにもかかわらず、異なる器具及びそれらの組織効果に特有のより複雑なカスタム波形は、発生器回路の不揮発性メモリ内、又は外科用器具の不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）内に記憶することができ、また外科用器具を発生器回路に接続する際にフェッチされ得る。カスタム波形の一例は、図４３に示されるような、多くの高波高率「凝固」波形に使用される、指数関数的に減衰する正弦波形である。
図１５は、アナログ波形４３０４の本開示の少なくとも１つの態様による（比較目的のために離散時間デジタル電気信号波形４３００に重ね合わされて示される）、離散時間デジタル電気信号波形４３００の１サイクルを示す。水平軸は、時間（ｔ）を表し、縦軸はデジタル位相点を表す。デジタル電気信号波形４３００は、例えば、所望のアナログ波形４３０４のデジタル離散時間バージョンである。デジタル電気信号波形４３００は、１サイクル又は期間ＴｏにわたるクロックサイクルＴｃｌｋ毎の振幅を表す、振幅位相点４３０２を記憶することにより生成される。デジタル電気信号波形４３００は、任意の好適なデジタル処理回路により、１期間Ｔｏにわたって生成される。振幅位相点は、メモリ回路内に記憶されたデジタルワードである。図１３、図１４に示す実施例では、デジタルワードは、２６又は６４ビットの分解能を有する、振幅位相点を記憶することができる６ビットワードである。図１３、図１４に示す実施例は、例証目的のためのものであり、実際の実装では分解能ははるかに高くなり得ることが理解されるであろう。１サイクルＴ０にわたるデジタル振幅位相点４３０２は、例えば、図１３及び図１４に関して記載されるように、ルックアップテーブル４１０４、４２１０内のストリングワードのストリングとしてメモリに記憶される。これも図１３、図１４に関して記載されるように、アナログバージョンのアナログ波形４３０４を生成させるために、振幅位相点４３０２は、クロックサイクルＴｃｌｋ毎に０～Ｔ０でメモリから順番に読み取られ、かつＤＡＣ回路４１０８、４２１２によって変換される。追加のサイクルは、所望され得るだけのサイクル又は期間にわたって０～Ｔｏで、デジタル電気信号波形４３００の振幅位相点４３０２を繰り返し読み取ることによって生成することができる。平滑アナログバージョンのアナログ波形４３０４は、フィルタ４１１２、４２１４（図１３及び図１４）によってＤＡＣ回路４１０８、４２１２の出力をフィルタリングすることにより達成される。フィルタリングされたアナログ出力信号４１１４、４２２２（図１３及び図１４）は、電力増幅器の入力に適用される。
図１６は、ネストされたＰＩＤフィードバックコントローラとして実装されてもよい制御システム１２９５０の図である。ＰＩＤコントローラは、所望の設定点と測定されたプロセス変数との間の差として誤差値を連続的に計算するための制御ループフィードバック機構（コントローラ）であり、比例、積分、及び微分項（それぞれＰ、Ｉ、及びＤで示される場合がある）に基づいて補正を適用する。ネスト化ＰＩＤコントローラフィードバック制御システム１２９５０は、一次（外側）フィードバックループ１２９５４内の一次コントローラ１２９５２と、二次（内側）フィードバックループ１２９５６内の二次コントローラ１２９５５と、を含む。一次コントローラ１２９５２は、図１７に示すようなＰＩＤコントローラ１２９７２であってもよく、二次コントローラ１２９５５もまた、図１７に示すようなＰＩＤコントローラ１２９７２であってもよい。一次コントローラ１２９５２は、一次プロセス１２９５８を制御し、二次コントローラ１２９５５は二次プロセス１２９６０を制御する。一次プロセス１２９５８の出力１２９６６は、第１の加算器１２９６２によって一次設定値ＳＰ１から減算される。第１の加算器１２９６２は、一次コントローラ１２９５２に適用される単一の和出力信号を生成する。一次コントローラ１２９５２の出力は、二次設定値ＳＰ２である。二次プロセス１２９６０の出力１２９６８は、第２の加算器１２９６４によって二次設定値ＳＰ２から減算される。
図１７は、本開示の一態様による、ＰＩＤフィードバック制御システム１２９７０を例示する。一次コントローラ１２９５２若しくは二次コントローラ１２９５５、又はその両方は、ＰＩＤコントローラ１２９７２として実装されてもよい。一態様では、ＰＩＤコントローラ１２９７２は、比例要素１２９７４（Ｐ）、積分要素１２９７６（Ｉ）、及び微分要素１２９７８（Ｄ）を含んでもよい。Ｐ要素１２９７４、Ｉ要素１２９７６、Ｄ要素１２９７８の出力は加算器１２９８６によって加算され、加算器１２９８６は、制御変数μ（ｔ）をプロセス１２９８０に提供する。プロセス１２９８０の出力は、プロセス変数ｙ（ｔ）である。加算器１２９８４は、所望の設定値ｒ（ｔ）と測定されたプロセス変数ｙ（ｔ）との間の差を計算する。ＰＩＤコントローラ１２９７２は、所望の設定値ｒ（ｔ）（例えば、閉鎖力閾値）と測定されたプロセス変数ｙ（ｔ）（例えば、閉鎖管の速度及び方向）との差として、誤差値ｅ（ｔ）（例えば、閉鎖力閾値と測定された閉鎖力との差）を継続的に計算し、それぞれ比例要素１２９７４（Ｐ）、積分要素１２９７６（Ｉ）、及び微分要素１２９７８（Ｄ）によって計算された比例項、積分項、及び微分項に基づいた補正を適用する。ＰＩＤコントローラ１２９７２は、制御変数μ（ｔ）（例えば、閉鎖管の速度及び方向）を調節することによって、経時的な誤差ｅ（ｔ）を最小限に抑えることを試みる。
ＰＩＤアルゴリズムによると、「Ｐ」要素１２９７４は、誤差の現在の値に相当する。例えば、誤差が大きくかつ正である場合、制御出力も大きくかつ正となる。本開示によれば、誤差項ｅ（ｔ）は、閉鎖管の所望の閉鎖力と測定された閉鎖力との間で異なる。「Ｉ」要素１２９７６は、誤差の過去の値に相当する。例えば、電流出力が十分に強くない場合、誤差の積分は経時的に蓄積し、コントローラは、より強い動作を適用することによって応答する。「Ｄ」要素１２９７８は、その現在の変化率に基づいて、誤差の可能な将来動向に相当する。例えば、上記のＰの例に戻ると、大きい正の制御出力が誤差をゼロに近づけることに成功すると、それはまた、プロセスを近い将来の大きな負の誤差に至る経路上に置く。この場合、微分は負になり、Ｄモジュールは、このオーバーシュートを防止するために動作の強さを低下させる。
他の変数及び設定値が、フィードバック制御システム１２９５０、１２９７０に従って監視かつ制御される場合もあることが理解されよう。例えば、本明細書に記載される適応型閉鎖部材速度制御アルゴリズムは、とりわけ、発射部材ストローク位置、発射部材負荷、切断要素の変位、切断要素の速度、閉鎖管ストローク位置、閉鎖管負荷のパラメータのうちの少なくとも２つを測定することができる。
図１８は、本開示の少なくとも１つの態様による、超音波電気機械システム１３２００２の周波数を制御し、そのインピーダンスを検出するための代替的システム１３２０００である。システム１３２０００は発生器に組み込まれてもよい。メモリ１３２０２６に連結されたプロセッサ１３２００４は、プログラム可能カウンタ１３２００６をプログラムして、超音波電気機械システム１３２００２の出力周波数ｆｏに同調させる。入力周波数は、水晶発振器１３２００８によって生成され、周波数を好適な値にスケーリングするために固定カウンタ１３２０１０に入力される。固定カウンタ１３２０１０及びプログラム可能カウンタ１３２００６の出力は、位相／周波数検出器１３２０１２に適用される。位相／周波数検出器１３２０１２の出力は、増幅器／アクティブフィルタ回路１３２０１４に印加されて、電圧制御式発振器１３２０１６（ＶＣＯ）に印加される調整電圧Ｖｔを生成する。ＶＣＯ１３２０１６は、同等な電気回路として本明細書にモデル化されて示される超音波電気機械システム１３２００２の超音波トランスデューサ部分に出力周波数ｆｏを適用する。超音波トランスデューサに印加される電圧信号及び電流信号は、電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３２０２０によって監視される。
電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３０２０の出力は、電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３０２０によって測定される電圧と電流との間の位相角を決定するために、別の位相／周波数検出器１３２０２２に印加される。位相／周波数検出器１３２０２２の出力は、高速アナログ－デジタル変換器１３２０２４（ＡＤＣ）の１つのチャネルに適用され、それを介してプロセッサ１３２００４に提供される。任意で、超音波電気機械システム１３２００２に印加される電圧信号と電流信号との間の位相角を決定するために、電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３２０２０の出力は、２チャネルＡＤＣ１３２０２４のそれぞれのチャネルに印加されて、ゼロ交差、ＦＦＴ、又は本明細書に記載される他のアルゴリズムのためにプロセッサ１３２００４に提供されてもよい。
任意で、出力周波数ｆｏに比例する調整電圧Ｖｔは、ＡＤＣ１３２０２４を介してプロセッサ１３２００４にフィードバックされてもよい。これは、出力周波数ｆｏと比例するフィードバック信号をプロセッサ１３２００４に提供し、このフィードバックを使用して出力周波数ｆｏを調節及び制御することができる。
ジョーの状態の予測（パッドの溶け落ち、ステープル、破損したブレード、ジョー内の骨、ジョー内の組織）
超音波エネルギー送達に伴う課題は、超音波音響が誤った材料又は誤った組織に適用されることにより、装置故障、例えば、クランプアームパッドの燃焼又は超音波ブレードの破損が生じ得ることである。また、ジョー内に追加のセンサを追加することなく、超音波装置のエンドエフェクタのジョー内に何が位置するのか、及びジョーの状態を検出することも望ましい。超音波エンドエフェクタのジョー内にセンサを位置決めすることは、信頼性、コスト、及び複雑性の課題を提起する。
本開示の少なくとも１つの態様により、超音波トランスデューサブレードを駆動するように構成された超音波トランスデューサのインピーダンス
Figure 0007289844000009
 に基づいて、ジョーの状態（クランプアームパッドの燃焼、ステープル、破損したブレード、ジョー内の骨、ジョー内の組織、ジョーが閉じた状態でのバックカット）を推定するために、超音波分光スマートブレードアルゴリズム技術を用いてもよい。インピーダンスＺｇ（ｔ）、大きさ｜Ｚ｜、及び位相φは、周波数ｆの関数としてプロットされる。
動的機械分光法又は単純に機械分光法としても知られている動的機械分析（ＤＭＡ）は、材料を研究し特性評価するために使用される技術である。正弦波応力を材料に適用し、材料中の歪みを測定すると、材料の複素弾性率を決定できるようになる。超音波装置に適用される分光法は、周波数（化合物信号又は従来の周波数スイープ）のスイープで超音波ブレードの先端を励起し、得られた複素インピーダンスをそれぞれの周波数で測定することを含む。周波数の範囲にわたる超音波トランスデューサの複素インピーダンス測定値を分類子又はモデルに使用して、超音波エンドエフェクタの特性を推測する。一態様では、本開示は、超音波エンドエフェクタ（クランプアーム、ジョー）の状態を判定して、超音波装置内の自動化（例えば、装置を保護するために電力を無効化すること、適応アルゴリズムを実施すること、情報を取得すること、組織を識別するなど）を駆動するための技術を提供する。
図１９は、本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタの様々な異なる状態及び状況を有する超音波装置のスペクトル１３２０３０であり、ここでは、インピーダンスＺｇ（ｔ）、大きさ｜Ｚ｜、及び位相φが周波数ｆの関数としてプロットされる。スペクトル１３２０３０は、３次元空間でプロットされ、ここでは、周波数（Ｈｚ）がｘ軸に沿ってプロットされ、位相（ラド）がｙ軸に沿ってプロットされ、大きさ（オーム）がｚ軸に沿ってプロットされる。
異なるジョーの咬合及びデバイス状態のスペクトル分析により、異なる状況及び状態のための周波数の範囲にわたって異なる複素インピーダンス特性パターン（指紋）が生成される。それぞれの状態又は状況は、プロットされたとき、３Ｄ空間において異なる特性パターンを有する。これらの特性パターンは、エンドエフェクタの状況及び状態を推定するために使用され得る。図１９は、空気１３２０３２、クランプアームパッド１３２０３４、セーム１３２０３６、ステープル１３２０３８、及び破損したブレード１３２０４０のスペクトルを示す。セーム１３２０３６は、異なる種類の組織を特徴付けるために使用されてもよい。
スペクトル１３２０３０は、超音波トランスデューサ全体に低電力電気信号を適用して、超音波ブレードの非治療的励起を生むことによって評価することができる。低電力電気信号をスイープ又は複合フーリエ級数の形態で適用して、ＦＦＴを使用して直列（スイープ）又は並列（複合信号）の周波数の範囲で超音波トランスデューサにわたってインピーダンス
Figure 0007289844000010
 を測定することができる。
新しいデータの分類の方法
各特性パターンに関して、パラメトリックラインは、便宜により決定され得るように、多項式、フーリエ級数、又は任意の他の形態のパラメトリック方程式を使用して、訓練に使用されるデータに適合させることができる。新しいデータ点が受信され、これを、新たなデータ点から特性パターン訓練データに適合された軌跡までのユークリッド垂直距離を使用することによって分類する。新たなデータ点のそれぞれの軌跡（それぞれの軌跡は異なる状態又は状況を表す）までの垂直距離を使用して、点を状態又は状況に割り当てる。
訓練データ内のそれぞれの点から適合された曲線までの距離の確率分布を使用して、正しく分類された新たなデータ点の確率を推定することができる。これは、適合された軌跡のそれぞれの新たなデータ点における、適合された軌道に垂直な平面内の２次元確率分布を本質的に構築する。次いで、新たなデータ点を正しい分類の確率に基づいて訓練セットに含めると、状態の高周波変化を容易に検出するが、装置が汚れている又はパッドが消耗しているなど、システム性能において生じる逸脱を遅らせるように適合する、適応的な学習分類子を作製することができる。
図２０は、本開示の少なくとも１つの態様による、３Ｄ訓練データセット（Ｓ）のプロット１３２０４２のグラフ図であり、ここでは、超音波トランスデューサのインピーダンスＺｇ（ｔ）、大きさ｜Ｚ｜、及び位相φが周波数ｆの関数としてプロットされる。３Ｄ訓練データセット（Ｓ）プロット１３２０４２は、３次元空間でグラフ表示され、ここでは、位相（ラド）がｘ軸に沿ってプロットされ、周波数（Ｈｚ）がｙ軸に沿ってプロットされ、大きさ（オーム）がｚ軸に沿ってプロットされ、パラメトリックフーリエ級数が３Ｄ訓練データセットに適合される。データを分類するための方法は、３Ｄ訓練データセットに基づいている（Ｓ０は、プロット１３２０４２を生成するために使用される）。
３Ｄ訓練データセット（Ｓ）に適合されるパラメトリックフーリエ級数は、以下によって付与される。
Figure 0007289844000011
新しい点
Figure 0007289844000012
 について、
Figure 0007289844000013
 までの垂直距離は、以下によって見出される。
Figure 0007289844000014
 以下の場合、
Figure 0007289844000015
 すると、
Ｄ＝Ｄ⊥
Ｄの確率分布を使用して、グループＳに属するデータポイント
Figure 0007289844000016
 の確率を推定することができる。
制御
超音波トランスデューサ／超音波ブレードの起動前、起動中、又は起動後に測定されたデータの分類に基づいて、様々な自動タスク及び安全対策を実装することができる。同様に、エンドエフェクタ内に位置する組織の状態及び超音波ブレードの温度もある程度推定され、超音波装置の状態のユーザによりよく情報を与えるか、又は重要な構造を保護するためなどに使用することもできる。超音波ブレードの温度制御は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月８日に出願された共同所有の米国仮特許出願第６２／６４０，４１７号、題「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」に記載されている。
同様に、超音波ブレードがクランプアームパッドに接触する可能性が高い（例えば、組織が間にない）とき、又は超音波ブレードが破壊されているか、若しくは超音波ブレードが金属（例えば、ステープル）に触れている可能性がある場合には、電力送達を低減することができる。更に、ジョーが閉鎖しており、超音波ブレードとクランプアームパッドとの間に組織が検出されない場合、バックカッティングを無効にすることができる。
分類を改善するための他のデータの統合
このシステムは、確率関数及びカルマンフィルタを使用して、このプロセスからのデータを前述のデータと組み合わせることによって、センサ、ユーザ、患者の測定基準、環境要因などによって提供される他の情報と併用することができる。カルマンフィルタは、様々な信頼性の不確かな測定値をふんだんに考慮して、生じる状態又は状況の最大尤度を決定する。この方法により、新たに分類されたデータ点への確率の割り当てが可能となるため、このアルゴリズムの情報は、カルマンフィルタ内の他の測定又は推定を用いて実装することができる。
図２１は、本開示の少なくとも１つの態様による、複素インピーダンス特性パターン（指紋）に基づいてジョー条件を判定するための制御プログラム又は論理構成を示す論理フロー図１３２０４４である。複素インピーダンス特性パターン（指紋）に基づいてジョー条件を判定する前に、データベースに、図８２に示されるような、空気１３２０３２、クランプアームパッド１３２０３４、セーム１３２０３６、ステープル１３２０３８、破損したブレード１３２０４０、及び様々な組織の種類及び条件を非限定的に含む様々なジョー条件を特徴付ける基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセット（Ｓ）をポピュレートする。乾燥又は湿潤、全バイト又は先端に関わらずセームを使用して、異なる種類の組織を特徴付けてもよい。基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセット（Ｓ）を生成するために使用されるデータ点は、治療レベル以下の駆動信号を超音波トランスデューサに適用し、駆動周波数を共振未満から共振超までの所定の周波数範囲にわたって掃引し、周波数のそれぞれにおいて複素インピーダンスを測定し、データ点を記録することにより得られる。次いで、多項式曲線適合、フーリエ級数、及び／又はパラメータ方程式を含む様々な数値法を使用して、データ点を曲線に適合させる。基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセット（Ｓ）に適合させたパラメータフーリエ級数が本明細書に記載される。
基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセット（Ｓ）が生成されると、超音波器具は新たなデータ点を測定し、これらの新たなデータ点を分類し、新たなデータ点を基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセット（Ｓ）に追加すべきかどうかを決定する。
ここで図２１の論理フロー図を参照すると、一態様において、制御回路は、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定する（１３２０４６）。ここで、複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000017
 として定義される。制御回路は、複素インピーダンス測定データ点を受信し（１３２０４８）、複素インピーダンス測定データ点を基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較する（１３２０５０）。制御回路は、比較分析の結果に基づいて、複素インピーダンス測定データ点を分類し（１３２０５２）、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの状態又は状況を割り当てる（１３２０５４）。
一態様では、制御回路は、プロセッサに結合したデータベース又はメモリから基準複素インピーダンス特性パターンを受信する。一態様では、制御回路は、以下のように、基準複素インピーダンス特性パターンを生成する。制御回路に連結した駆動回路は、非治療的駆動信号を超音波トランスデューサに適用し、これは、初期周波数で開始し、最終周波数で終了し、それらの間の複数の周波数で生じる。制御回路は、それぞれの周波数で超音波トランスデューサのインピーダンスを測定し、それぞれのインピーダンス測定値に対応するデータ点を記憶する。制御回路曲線は、複数のデータ点に適合して、基準複素インピーダンス特性パターンを表す３次元曲線を生成し、ここで、大きさ｜Ｚ｜及び位相φは、周波数ｆの関数としてプロットされる。曲線適合には、多項式曲線適合、フーリエ級数、及び／又はパラメータ方程式が含まれる。
一態様では、制御回路は、新たなインピーダンス測定データ点を受信し、新たなインピーダンス測定データ点から、基準複素インピーダンス特性パターンに適合された軌跡までのユークリッド垂直距離を使用して、新たなインピーダンス測定データ点を分類する。制御回路は、新たなインピーダンス測定データ点が正しく分類される確率を推定する。制御回路は、新たなインピーダンス測定データ点の推定された正しい分類の確率に基づいて、新たなインピーダンス測定データ点を基準複素インピーダンス特性パターンに追加する。一態様では、制御回路は、訓練データセット（Ｓ）に基づいてデータを分類し、訓練データセット（Ｓ）は、複数の複素インピーダンス測定データを含み、曲線は、パラメトリックフーリエ級数を使用して訓練データセット（Ｓ）に適合し、Ｓは、本明細書で定義され、確率分布は、グループＳに属する新たなインピーダンス測定データ点の確率を推定するために使用される。
モデルに基づくジョー分類子の状態
組織の種類及び状況を含む超音波装置のジョー内に位置する物質を分類することに対する関心は既存である。様々な態様において、高度なデータサンプリング及び精緻なパターン認識を用いると、この分類が可能であることが示され得る。このアプローチは、周波数の関数としてのインピーダンスに基づくものであり、ここでは、大きさ、位相、及び周波数が３Ｄでプロットされ、パターンは、図１９及び図２０、並びに図２１の論理フロー図に示されるように、リボン様に見える。本開示は、圧電トランスデューサの十分に確立されたモデルに基づく代替的なスマートブレードアルゴリズムのアプローチを提供する。
例として、等価な電気集中定数モデルは、物理圧電トランスデューサの正確なモデルであることが知られている。これは、機械的共振付近の接線の、ミッタクレフラー拡張に基づく。複素インピーダンス又は複素アドミッタンスが虚数成分対実数成分としてプロットされると、円が形成される。図２２は、本開示の少なくとも１つの態様による、圧電振動子の虚数成分対実数成分としてプロットされた複素インピーダンスの円プロット１３２０５６である。図２３は、本開示の少なくとも１つの態様による、圧電振動子の虚数成分対実数成分としてプロットされた複素アドミッタンスの円プロット１３２０５８である。図２２及び図２３に示されている円は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、ＩＥＥＥ１７７規格から得たものである。表１～４は、ＩＥＥＥ１７７規格から得たものであり、完全を期すために本明細書に開示されている。
この円は、周波数が共振未満から共振超にスイープされるときに創出される。円を３Ｄで広げるのではなく、円を特定し、円の半径（ｒ）及びオフセット（ａ、ｂ）を推定する。次いで、これらの値を、所与の条件について確立された値と比較する。これらの条件は、１）開放していてジョー内に何もない、２）先端部の咬合、３）完全咬合及びジョー内のステープルであってもよい。スイープが複数の共振を生成する場合、それぞれの共振に対して異なる特性の円が存在する。それぞれの円は、共振が分離された場合に、次に進む前に描出されることになる。３Ｄ曲線を一連の近似と適合させるのではなく、データに円を適合させる。半径（ｒ）及びオフセット（ａ、ｂ）は、以下に記載される様々な数学的又は数値的技術を実施するようにプログラムされたプロセッサを使用して計算することができる。これらの値は、円の画像を捕捉することによって推定され、画像処理技術を使用して、円を定義する半径（ｒ）及びオフセット（ａ、ｂ）が推定される。
図２４は、以下で指定される集中定数入力及び出力のための５５．５ｋＨｚの超音波圧電トランスデューサについての複素アドミッタンスの円プロット１３２０６０である。集中定数モデルに関する値を使用して、複素アドミッタンスを生成した。モデルには中程度の負荷を適用した。ＭａｔｈＣａｄで生成された得られたアドミッタンス円を図２４に示す。円プロット１３２０６０は、周波数が５４から５８ｋＨｚにスイープされるときに形成される。
集中定数入力値は、以下のとおりである。
Ｃｏ＝３．０ｎＦ
Ｃｓ＝８．２２ｐＦ
Ｌｓ＝１．０Ｈ
Ｒｓ＝４５０Ω
入力に基づくモデルの出力は、以下のとおりである。
Figure 0007289844000018
出力値を使用して、図２４に示される円プロット１３２０６０をプロットする。円プロット１３２０６０は半径（ｒ）を有し、中心１３２０６２は、原点１３２０６４からオフセットしている（ａ、ｂ）。
ｒ＝１．０１２＊１０３
ａ＝１．０１３＊１０３
ｂ＝－９５４．５８５
以下に指定される総和Ａ～Ｅは、本開示の少なくとも１つの態様により、図２４で付与される例の円プロット１３２０６０プロットを推定するために必要である。円への適合を計算するために、いくつかのアルゴリズムが存在する。円は、その半径（ｒ）、及び原点からの中心のオフセット（ａ、ｂ）によって定義される。
ｒ２＝（ｘ－ａ）２＋（ｙ－ｂ）２
修正された最小二乗法（Umbach and Jones）は、ａ、ｂ、及びｒについて単純な閉形式解が存在するという点で便利である。
Figure 0007289844000019
変数「ａ」の上の脱字記号は、真の値の推定値を示す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥは、データから計算される様々な積の総和である。これらは、次のとおり、完全性を期すために本明細書に含まれる。
Figure 0007289844000020
 Ｚ１，ｉは、コンダクタンスと称される実数成分の第１のベクトルであり、
Ｚ２，ｉは、サセプタンスと称される虚数成分の第２であり、
Ｚ３，ｉは、アドミッタンスが計算される周波数を表す第３のベクトルである。
本開示は、超音波システムのために機能し、電気外科用システムが共振に依存しない場合であっても、電気外科用システムに適用できる可能性がある。
図２５～図２９は、エンドエフェクタジョーが様々な開放構成又は閉鎖構成並びに負荷にある、超音波装置のインピーダンス／アドミッタンス円プロットを示すインピーダンス分析器から得られた画像を示す。本開示の少なくとも１つの態様により、実線の円プロットはインピーダンスを示し、破線の円プロットはアドミッタンスを示す。例として、インピーダンス／アドミッタンス円プロットは、超音波装置をインピーダンス分析器に接続することによって生成される。インピーダンス分析器のディスプレイは、インピーダンス分析器のフロントパネルから選択可能であり得る複素インピーダンス及び複素アドミッタンスに設定される。初期ディスプレイは、例えば、図２５と関連して以下に説明するように、開放位置にある超音波エンドエフェクタのジョーと、負荷のない状態の超音波装置とを用いて取得されてもよい。インピーダンス分析器のオートスケール表示機能を使用して、複素インピーダンス円プロット及び複素アドミッタンス円プロットの両方を生成してもよい。同じディスプレイが、後続の図２５～図２９に示されるように、異なる負荷条件を有する超音波装置の後続の実行に使用される。ＬａｂＶＩＥＷアプリケーションを用いて、データファイルをアップロードしてもよい。別の技術では、ディスプレイ画像は、ｉＰｈｏｎｅ又はＡｎｄｒｏｉｄのようなスマートフォンカメラなどのカメラで捕捉してもよい。そのため、ディスプレイの画像は、いくらかの「台形歪み」を含んでもよく、一般に、スクリーンに平行であるように見えないことがある。この技術を使用すると、ディスプレイ上の円プロットトレースは、捕捉された画像内で歪んで見えることになる。このアプローチにより、超音波エンドエフェクタのジョー内に位置する材料を分類することができる。
複素インピーダンス及び複素アドミッタンスは、互いの全くの逆数である。新たな情報は、両方を見ることによって追加されるべきではない。別の考慮事項には、複素インピーダンス又は複素アドミッタンスを使用するときに、推定値がノイズにどの程度敏感であるかを決定することが含まれる。
図２５～図２９に示される例では、インピーダンス分析器は、主共振を単に捕捉する範囲で設定される。より広い範囲の周波数にわたって走査することによって、より多くの共振に遭遇することができ、複数の円プロットが形成され得る。超音波トランスデューサの等価な回路は、共振器の電気外科特性を規定する、直列接続されたインダクタンスＬｓ、抵抗Ｒｓ、及び静電容量Ｃｓを有する第１の「運動」ブランチと、静電容量Ｃ０を有する第２容量ブランチとによってモデリングされてもよい。続く図２５～図２９に示されるインピーダンス／アドミッタンスプロットでは、等価回路の構成要素の値は以下のとおりである。
Ｌｓ＝Ｌ１＝１．１０６８Ｈ
Ｒｓ＝Ｒ１＝３１１．３５２Ω
Ｃｓ＝Ｃ１＝７．４３２６５ｐＦ
Ｃ０＝Ｃ０＝３．６４０２６ｎＦ
超音波トランスデューサに印加される発振器電圧は、５００ｍＶであり、周波数は、５５ｋＨｚから５６ｋＨｚまで掃引される。インピーダンス（Ｚ）スケールは、２００Ω／ｄｉｖであり、アドミッタンス（Ｙ）スケールは、５００μＳ／ｄｉｖである。インピーダンス（Ｚ）及びアドミッタンス（Ｙ）円プロットを特徴付け得る値の測定は、インピーダンスカーソル及びアドミッタンスカーソルによって示される円プロット上の位置で取得されてもよい。
ジョーの状態：負荷なしで開放している
図２５は、本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーが開放しており、負荷がない超音波装置の複素インピーダンス（Ｚ）／アドミッタンス（Ｙ）円プロット１３２０６８、１３２０７０を示すインピーダンス分析器のグラフ表示１３２０６６であり、実線の円プロット１３２０６８は、複素インピーダンスを示し、破線の円プロット１３２０７０は、複素アドミッタンスを示す。超音波トランスデューサに印加される発振器電圧は、５００ｍＶであり、周波数は、５５ｋＨｚから５６ｋＨｚまで掃引される。インピーダンス（Ｚ）スケールは、２００Ω／ｄｉｖであり、アドミッタンス（Ｙ）スケールは、５００μＳ／ｄｉｖである。複素インピーダンス（Ｚ）及びアドミッタンス（Ｙ）円プロット１３２０６８、１３２０７０を特徴付け得る値の測定は、インピーダンスカーソル１３２０７２及びアドミッタンスカーソル１３２０７４によって示される円プロット１３２０６８、１３２０７０上の位置で取得されてもよい。したがって、インピーダンスカーソル１３２０７２は、約５５．５５ｋＨｚに等しいインピーダンス円プロット１３２０６８の一部分に位置し、アドミッタンスカーソル１３２０７４は、約５５．２９ｋＨｚに等しいアドミッタンス円プロット１３２０７０の一部分に位置する。図２５に示されるように、インピーダンスカーソル１３２０７２の位置は、以下の値に対応する。
Ｒ＝１．６６０２６Ω
Ｘ＝－６９７．３０９Ω
式中、Ｒは抵抗（実数値）であり、Ｘはリアクタンス（虚数値）である。同様に、アドミッタンスカーソル１３２０７４の位置は、以下の値に対応する。
Ｇ＝６４．０３２２μＳ
Ｂ＝１．６３００７ｍＳ
式中、Ｇはコンダクタンス（実数値）であり、Ｂはサセプタンス（虚数値）である。
ジョーの状態：乾燥したセーム上にクランプされている
図２６は、本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタのジョーが乾燥したセーム上にクランプされている超音波装置の複素インピーダンス（Ｚ）／アドミッタンス（Ｙ）円プロット１３２０７８、１３２０８０を示すインピーダンス分析器のグラフ表示１３２０７６であり、インピーダンス円プロット１３２０７８は、実線で示され、アドミッタンス円プロット１３２０８０は、破線で示されている。超音波トランスデューサに印加される電圧は５００ｍＶであり、周波数は５５ｋＨｚから５６ｋＨｚにスイープされる。インピーダンス（Ｚ）スケールは２００Ω／ｄｉｖであり、アドミッタンス（Ｙ）スケールは５００μＳ／ｄｉｖである。
複素インピーダンス（Ｚ）及びアドミッタンス（Ｙ）円ポット１３２０７８、１３２０８０を特徴付け得る値の測定は、インピーダンスカーソル１３２０８２及びアドミッタンスカーソル１３２０８４によって示される円プロット１３２０７８、１３２０８０上の位置で取得されてもよい。したがって、インピーダンスカーソル１３２０８２は、約５５．６８ｋＨｚに等しいインピーダンス円プロット１３２０７８の一部分に位置し、アドミッタンスカーソル１３２０８４は、約５５．２９ｋＨｚに等しいアドミッタンス円プロット１３２０８０の一部分に位置する。図２６に示されるように、インピーダンスカーソル１３２０８２の位置は、以下の値に対応する。
Ｒ＝４３４．５７７Ω
Ｘ＝－７５８．７７２Ω
式中、Ｒは抵抗（実数値）であり、Ｘはリアクタンス（虚数値）である。
同様に、アドミッタンスカーソル１３２０８４の位置は、以下の値に対応する。
Ｇ＝８５．１７１２μＳ
Ｂ＝１．４９５６９ｍＳ
式中、Ｇはコンダクタンス（実数値）であり、Ｂはサセプタンス（虚数値）である。
ジョーの状態：湿ったセーム上に先端がクランプされている
図２７は、本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーの先端が湿ったセーム上にクランプされている超音波装置の複素インピーダンス（Ｚ）／アドミッタンス（Ｙ）円プロット１３２０９８、１３２０９０を示すインピーダンス分析器のグラフ表示１３２０８６であり、インピーダンス円プロット１３２０８８は、実線で示され、アドミッタンス円プロット１３２０９０は、破線で示されている。超音波トランスデューサに印加される電圧は５００ｍＶであり、周波数は５５ｋＨｚから５６ｋＨｚにスイープされる。インピーダンス（Ｚ）スケールは２００Ω／ｄｉｖであり、アドミッタンス（Ｙ）スケールは５００μＳ／ｄｉｖである。
複素インピーダンス（Ｚ）及び複素アドミッタンス（Ｙ）円プロット１３２０８８、１３２０９０を特徴付け得る値の測定は、インピーダンスカーソル１３２０９２及びアドミッタンスカーソル１３２０９４によって示される円プロット１３２０８８、１３２０９０上の位置で取得されてもよい。したがって、インピーダンスカーソル１３２０９２は、約５５．６８ｋＨｚに等しいインピーダンス円プロット１３２０８８の一部分に位置し、アドミッタンスカーソル１３２０９４は、約５５．２９ｋＨｚに等しいアドミッタンス円プロット１３２０９０の一部分に位置する。図２８に示されるように、インピーダンスカーソル１３２０９２は、以下の値に対応する。
Ｒ＝４４５．２５９Ω
Ｘ＝－７５０．０８２Ω
式中、Ｒは抵抗（実数値）であり、Ｘはリアクタンス（虚数値）である。同様に、アドミッタンスカーソル１３２０９４は、以下の値に対応する。
Ｇ＝９６．２１７９μＳ
Ｂ＝１．５０２３６ｍＳ
式中、Ｇはコンダクタンス（実数値）であり、Ｂはサセプタンス（虚数値）である。
ジョーの状態：湿ったセーム上に完全にクランプされている
図２８は、本開示の少なくとも１つの態様による、ジョーが湿ったセーム上に完全にクランプされている超音波装置の複素インピーダンス（Ｚ）／アドミッタンス（Ｙ）円プロット１３２０９８、１３２１００を示すインピーダンス分析器のグラフ表示１３２０９６であり、インピーダンス円プロット１３２０９８は、実線で示され、アドミッタンス円プロット１３２１００は、破線で示されている。超音波トランスデューサに印加される電圧は５００ｍＶであり、周波数は５５ｋＨｚから５６ｋＨｚにスイープされる。インピーダンス（Ｚ）スケールは２００Ω／ｄｉｖであり、アドミッタンス（Ｙ）スケールは５００μＳ／ｄｉｖである。
インピーダンス及びアドミッタンス円プロット１３２０９８、１３２１００を特徴付け得る値の測定は、インピーダンスカーソル１３２１２及びアドミッタンスカーソル１３２１０４によって示される円プロット１３２０９８、１３３２１００上の位置で取得されてもよい。したがって、インピーダンスカーソル１３２１０２は、約５５．６３ｋＨｚに等しいインピーダンス円プロット１３２０９８の一部分に位置し、アドミッタンスカーソル１３２１０４は、約５５．２９ｋＨｚに等しいアドミッタンス円プロット１３２１００の一部分に位置する。図２８に示されるように、インピーダンスカーソル１３２１０２は、抵抗であるＲ（実数値、図示せず）及びリアクタンスであるＸ（虚数値、図示せず）の値に対応する。
同様に、アドミッタンスカーソル１３２１０４は、以下の値に対応する。
Ｇ＝１３７．２７２μＳ
Ｂ＝１．４８４８１ｍＳ
式中、Ｇはコンダクタンス（実数値）であり、Ｂはサセプタンス（虚数値）である。
ジョーの状態：負荷なしで開放している
図２９は、本開示の少なくとも１つの態様による、インピーダンス（Ｚ）／アドミッタンス（Ｙ）円プロットを示すインピーダンス分析器のグラフ表示１３２１０６であり、周波数は、ジョーが開放しており、負荷がない超音波装置の複数の共振を捕捉するために、４８ｋＨｚから６２ｋＨｚまで掃引され、破線で示される矩形１３２１０８によって指定された領域は、実線で示されるインピーダンス円プロット１３２１１０ａ、１３２１１０ｂ、１３２１１０ｃ、及びアドミッタンス円プロット１３２１１２ａ、１３２１１２ｂ、１３２１１２ｃを見やすくするためのものである。超音波トランスデューサに印加される電圧は５００ｍＶであり、周波数は４８ｋＨｚから６２ｋＨｚにスイープされる。インピーダンス（Ｚ）スケールは５００Ω／ｄｉｖであり、アドミッタンス（Ｙ）スケールは５００μＳ／ｄｉｖである。
インピーダンス及びアドミッタンス円プロット１３２１１０ａ～ｃ、１３２１１２ａ～ｃを特徴付け得る値の測定は、インピーダンスカーソル１３２１１４及びアドミッタンスカーソル１３２１１６によって示されるインピーダンス及びアドミッタンス円プロット円プロット１３２１１０ａ～ｃ、１３２１１２ａ～ｃ上の位置で取得されてもよい。したがって、インピーダンスカーソル１３２１１４は、約５５．５２ｋＨｚに等しいインピーダンス円プロット１３２１１０ａ～ｃの一部分に位置し、アドミッタンスカーソル１３２１１６は、約５９．５５ｋＨｚに等しいアドミッタンス円プロット１３２１１２ａ～ｃの一部分に位置する。図２９に示されるように、インピーダンスカーソル１３２１１４は、以下の値に対応する。
Ｒ＝１．８６１６３ｋΩ
Ｘ＝－５３６．２２９Ω
式中、Ｒは抵抗（実数値）であり、Ｘはリアクタンス（虚数値）である。同様に、アドミッタンスカーソル１３２１１６は、以下の値に対応する。
Ｇ＝６４９．９５６μＳ
Ｂ＝２．５１９７５ｍＳ
式中、Ｇはコンダクタンス（実数値）であり、Ｂはサセプタンス（虚数値）である。
サンプルはインピーダンス分析器のスイープ範囲全体で４００個しかないため、共振についてはわずかな点しか存在しない。これにより、右側の円が途切れ途切れになる。しかし、これは、インピーダンス分析器及び複数の共振を網羅するために使用される設定に起因するだけである。
複数の共振が存在する場合、分類子を改善するための情報はより多くある。円プロット１３２１１０ａ～ｃ、１３２１１２ａ～ｃの適合は、アルゴリズムの高速の実行を維持するために、遭遇時にそれぞれについて計算され得る。そのため、スイープ中に円を意味する複素アドミッタンスの交差が存在すると、適合を計算することができる。
利益としては、データ及び超音波システムのための周知のモデルに基づく、ジョー内分類子が挙げられる。視覚システムにおける円の計数及び特徴付けは周知である。そのため、データ処理は容易に利用可能である。例えば、円について半径及び軸のオフセットを計算するために、閉形式解が存在する。この技術は、比較的高速であり得る。
表２は、圧電トランスデューサの集中定数モデルに使用される記号の一覧である（ＩＥＥＥ１７７規格から）。
Figure 0007289844000021
Figure 0007289844000022
表３は伝送ネットワークの記号の一覧である（ＩＥＥＥ１７７規格から）。
Figure 0007289844000023
 ＊実数根を参照し、複素根は無視する。
表４は、様々な特性周波数の解のリストである（ＩＥＥＥ１７７規格から）。
様々な特性周波数の解
Figure 0007289844000024
 ＊実数解を指し、複素根は無視する
表５は、３種類の圧電材料の損失のリストである。
Figure 0007289844000025
 様々な種類の圧電振動子について予想される比Ｑｒ／ｒの最小値
表６は、複素インピーダンス／アドミッタンスのリアルタイム測定値、基準変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、Ｂｒｅｆによって表される基準円の半径（ｒｒ）及びオフセット（ａｒ、ｂｒ）に基づく、図２５～図２９に記載されるような、ジョー条件、複素インピーダンス／アドミッタンスのリアルタイム測定値に基づく推定パラメータ、測定された変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、Ｂｅによって表される円の半径（ｒｅ）及びオフセット（ａｅ及びｂｅ）、並びに基準円プロットのパラメータを示す。次いで、これらの値を、所与の条件について確立された値と比較する。これらの条件は、１）ジョー内に何もなく、開放している、２）先端部の咬合、３）完全咬合及びジョー内のステープルであってもよい。超音波トランスデューサの等価な回路を以下のようにモデル化し、周波数を５５ｋＨｚから５６ｋＨｚまで掃引した。
Ｌｓ＝Ｌ１＝１．１０６８Ｈ
Ｒｓ＝Ｒ１＝３１１．３５２Ω
Ｃｓ＝Ｃ１＝７．４３２６５ｐＦ、及び
Ｃ０＝Ｃ０＝３．６４０２６ｎＦ
Figure 0007289844000026
使用中、超音波発生器は、周波数を掃引し、測定された変数を記録し、推定Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、Ｂｅを決定する。次いで、これらの推定を、メモリ内に記憶された（例えば、ルックアップテーブル内に記憶された）基準変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、Ｂｒｅｆと比較して、ジョー条件を判定する。表６に示される基準ジョー条件は、単なる例である。追加の又はより少ない基準ジョー状条件が分類され、メモリに記憶されてもよい。これらの変数は、インピーダンス／アドミッタンス円の半径及びオフセットを推定するために使用することができる。
図３０は、本開示の少なくとも１つの態様による、インピーダンス／アドミッタンス円の半径（ｒ）及びオフセット（ａ、ｂ）の予測に基づいてジョー条件を判定するように構成されている制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図１３２１２０である。最初に、データベース又はルックアップテーブルには、図２５～図２９及び表６と関連して記載されるように、基準ジョー条件に基づいて基準値がポピュレートされる。基準ジョー条件が設定され、周波数が共振未満の値から共振超の値までスイープされる。対応するインピーダンス／アドミッタンス円プロットを定義する参照値Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、Ｂｒｅｆは、データベース又はルックアップテーブルに記憶される。使用中、制御プログラム又は論理構成の制御下で、発生器又は器具の制御回路は、周波数を共振未満から共振超に掃引させる（１３２１２２）。制御回路は、対応するインピーダンス／アドミッタンス円プロットを定義する変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、Ｂｅを測定し、かつ記録し（１３２１２４）、データベース又はルックアップテーブルに記憶された基準値Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、Ｂｒｅｆと比較する（１３２１２６）。制御回路は、比較の結果に基づいて、エンドエフェクタのジョーの状況を判定する、例えば、推定する（１３２１２８）。
関節接合超音波装置内における損失パワーを補償するための複素インピーダンスの調整
図３１は、本開示の少なくとも１つの態様による、超音波ブレード１３２１９４が関節接合しているときに失われるパワーを補償するために、超音波トランスデューサ１３２１９２の複素インピーダンスを調整するためのシステム１３２１９０である。関節接合可能な超音波ブレード１３２１９４の性能は、例えば、ＡからＢまでの関節接合角度θ全体にわたって一貫性がない。例えば、超音波ブレード１３２１９４が関節接合しているときにパワーが失われる。超音波ブレード１３２１９４が存在している関節接合角度θを識別すると、発生器１３２１９６又は外科用器具１３２１９９は、超音波ブレード１３２１９４が関節接合しているときに失われたパワーを補償するために、複素インピーダンス（Ｚ）を調節することができる。また、超音波ブレード１３２１９４の性能をその全関節接合角度θを介して分析することによって、発生器１３２１９６は、複素インピーダンス（Ｚ）を調整して電力損失を補償するアルゴリズムを実行することができる。
超音波トランスデューサ１３２１９２の複素インピーダンスを調整して、超音波ブレード１３２１９４が、ジョーの状態（パッドの溶け落ち、ステープル、破損したブレード、ジョー内の骨、ジョー内の組織を推定することという表題の図１９～図２１、及び／若しくはモデルに基づくジョー分類部の状態という表題の図２２～図３０に記載された技術、並びに／又は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題するＮｏｔｔらに関連する米国仮特許出願第６２／６４０，４１７号に記載されている超音波ブレードの温度を推定するための技術を使用してもよいときに、失われるパワーを補償する。
これらの技術は、所定の角度増分で、ＡからＢまでの関節接合角度θの範囲を掃引することによって、超音波ブレード１３２１９４の関節接合角度θを判定するために使用されてもよい。それぞれの角度増分において、超音波トランスデューサ１３２１９２を治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルのいずれかで起動せること、超音波トランスデューサ１３２１９２の複素インピーダンス（Ｚ）を測定すること、一連の複素インピーダンス（Ｚ）測定値を記録すること、基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセットＳを関節接合角度θの関数として生成すること、及び、外科手技中に超音波器具１３２１９９によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセットＳを記憶すること。外科手技の間、超音波器具１３２１９９は、超音波トランスデューサ１３２１９２のリアルタイム複素インピーダンス（Ｚ）測定値を、基準複素インピーダンス特性パターン又は訓練データセットＳと比較することによって、関節接合角度θを判定することができる。
関節接合可能な超音波導波管１３２１９８は、参照により本明細書に組み込まれる、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ／Ｂｌａｄｅｓ Ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」と題する米国特許第９，０９５，３６７号に記載されている。図４７～図６６Ｂ及び関連する説明を参照されたい。関節接合角度の測定は、参照により本明細書に組み込まれる、「Ｓｅｎｓｏｒ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ Ｆｏｒ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」と題する米国特許第９，８０８，２４４号に記載されている。図１９３～図１９６及び関連する説明を参照されたい。
図３２は、本開示の少なくとも１つの態様による、関節接合角度に応じて出力パワーを補償するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図１３２２００である。したがって、図３１と併せて、使用中に、発生器１３２１９６又は器具の制御回路は、超音波ブレード１３２１９４の関節接合角度θを判定する（１３２２０２）。制御回路は、複素インピーダンス（Ｚ）を調整して、関節接合角度θに応じて失われたパワーを補償する（１３２２０４）。制御回路は、超音波ブレード１３２１９４の関節接合角度θに基づいて、超音波トランスデューサ１３２１９２に印加された発生器１３２１９６の出力電力を印加する（１３２２０６）。
いくつかの形態が例示され説明されてきたが、添付の「特許請求の範囲」をそのような詳述に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多くの修正、変形、変更、置換、組み合わせ及びこれらの形態の等価物を実装することができ、本開示の範囲から逸脱することなく当業者により想到されるであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって行われる機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、組み合わせ、及び変形を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを意図としたものである点を理解されたい。添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、変形、変更、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び／又は実施例を介して装置及び／又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例が１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者は、そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの事実上いかなる組み合わせによっても、個々に及び／又は集合的に実装することができることを理解するであろう。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、１台以上のコンピュータ上で稼働する１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１台以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、又はこれらの事実上いかなる組み合わせとしても集積回路で同等に実現されることができ、また、回路を設計すること、並びに／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアのコードを書き出すことが本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが理解されよう。更に、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で１つ以上のプログラム製品として分配されることが可能であり、本明細書に記載した主題の例証的な形態は、分配を実際に行うために使用される信号支持媒体の特定の種類にかかわらず適用されることが、当業者には理解されるであろう。
様々な開示された態様を実行するように論理をプログラムするために使用される命令は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、キャッシュ、フラッシュメモリ、又はその他の記憶装置などのシステム内のメモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又はその他のコンピュータ可読媒体によって分配され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構を挙げることができるが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク、読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、並びに磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、フラッシュメモリ、又は、電気的、光学的、音響的、若しくはその他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械可読記憶装置に限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意の種類の有形機械可読媒体が挙げられる。
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路（例えば、１つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個々に、例えば、集積回路（integrated circuit、ＩＣ）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも１つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置（例えば、本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリ装置（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）を形成する電気回路、並びに／又は通信装置（例えば、モデム、通信スイッチ、若しくは光－電気機器）を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。
本明細書の任意の態様で使用される場合、「論理」という用語は、前述の動作のいずれかを実行するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット、及び／又はデータとして具現化され得る。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、命令若しくは命令セット、及び／又はハードコードされた（例えば、不揮発性の）データとして具現化され得る。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「構成要素」、「システム」、「モジュール」などという用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中ソフトウェアのいずれかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「アルゴリズム」とは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、結合、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をなすことができる物理的量及び／又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理的量と関連付けられ得、また単に、これらの量及び／又は状態に適用される便利な標識である。
ネットワークとしては、パケット交換ネットワークを挙げることができる。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。１つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（Transmission Control Protocol/Internet Protocol、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）によって発行された２００８年１２月発行の表題「ＩＥＥＥ ８０２．３ Ｓｔａｎｄａｒｄ」、及び／又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、Ｘ．２５通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。Ｘ．２５通信プロトコルは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ－Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ－Ｔ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ ａｎｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ（ＣＣＩＴＴ）及び／又はｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode、ＡＴＭ）通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ＡＴＭ通信プロトコルは、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍによって「ＡＴＭ－ＭＰＬＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ ２．０」という題で２００１年８月に公開されたＡＴＭ規格及び／又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び／又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。
別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理（電子的）量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。
１つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成されている（configured to）」、「ように構成可能である（configurable to）」、「動作可能である／ように動作する（operable/operative to）」、「適合される／適合可能である（adapted/adaptable）」、「ことが可能である（able to）」、「準拠可能である／準拠する（conformable/conformed to）」などと言及され得る。当業者は、「ように構成されている」は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの配向及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。
当業者は、一般に、本明細書で使用され、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「限定されない」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「～を含むが、それらに限定されない」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は、「～を少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は、「～を含むが、それらに限定されない」と解釈されるべきであるなど）ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載において特定の数が意図される場合、かかる意図は請求項中に明確に記載され、かかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つのみ含む特許請求の範囲に限定されると示唆するものと解釈されるべきではない。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
更に、導入された請求項記載において具体的な数が明示されている場合であっても、かかる記載は、典型的には、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、通常は、少なくとも２つの記載事項、又は２つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、これらに限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、これらに限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。典型的には、２つ以上の代替的な用語を表わすあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、特許請求の範囲内であろうと、又は図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には更に理解されよう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」あるいは「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されよう。
添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、本明細書において引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作のフロー図がシーケンス（複数可）で示されているが、様々な動作は、例示されたもの以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割り込み、再順序付け、漸進的、予備的、補足的、同時、逆、又はその他の異なる順序付けを含み得る。更に、「～に応答する」、「～に関連する」といった用語、又はその他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することを意図するものではない。
「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機能、構造、又は特性が少なくとも１つの態様に含まれることを意味することは特記に値する。したがって、本明細書全体を通じて様々な場所に見られる「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」という句は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。
本明細書で参照され、かつ／又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又はその他の開示資料は、組み込まれる資料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が説明されてきた。１つ以上の形態の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。１つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され説明されたものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。
実施例１．超音波装置に送達されるパワーを補償する方法であって、超音波装置は、所定の共振周波数によって定義された電気機械的超音波システムを備え、電気機械的超音波システムは、超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備え、方法は、
プロセッサ又は制御回路が、超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
プロセッサ又は制御回路が、超音波トランスデューサの複素インピーダンスの値を調整して、関節接合角度に応じて失われたパワーを補償することと、
プロセッサ又は制御回路が、関節接合角度に基づいて、超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整することと、を含む、方法。
実施例２．プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することは、
プロセッサ又は制御回路が、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することであって、複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000027
 として定義されている、ことと、
プロセッサ又は制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
プロセッサ又は制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
プロセッサ又は制御回路が、比較分析の結果に基づいて、複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
プロセッサ又は制御回路が、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を含む、実施例１に記載の方法。
実施例３．プロセッサ又は制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することは、プロセッサ又は制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を、関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することを含む、実施例２に記載の方法。
実施例４．プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することは、
駆動回路が、超音波トランスデューサに駆動信号を印加することであって、駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
プロセッサ又は制御回路が、駆動信号の周波数を、電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引することと、
プロセッサ又は制御回路が、インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録することと、
プロセッサ又は制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
プロセッサ又は制御回路が、比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を含む、実施例１～３のいずれか１つ以上に記載の方法。
実施例５．プロセッサ又は制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することは、プロセッサ又は制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、関節接合角度に対応する基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することを含む、実施例４に記載の方法。
実施例６．プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
プロセッサ又は制御回路が、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることと、
プロセッサ又は制御回路が、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することと、
プロセッサ又は制御回路が、１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録することと、
プロセッサ又は制御回路が、関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
プロセッサ又は制御回路が、基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を更に含む、実施例１～５のいずれか１つ以上に記載の方法。
実施例７．プロセッサ又は制御回路が、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることは、プロセッサ又は制御回路が、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることを含む、実施例６に記載の方法。
実施例８．基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することは、外科手技中に超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、基準複素インピーダンス特性パターンを記憶することを含む、実施例６～７のいずれか１つ以上に記載の方法。
実施例９．超音波外科用器具であって、
超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムと、
超音波トランスデューサにパワーを供給するように構成された発生器であって、発生器は、
超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
超音波トランスデューサの複素インピーダンスを調整して、関節接合角度に応じて失われたパワーを補償することと、
関節接合角度に基づいて、超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整することと、を行うように構成されている制御回路を備える、発生器と、を備える、超音波外科用器具。
実施例１０．発生器は、
超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することであって、複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000028
 として定義されている、ことと、
複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
比較分析の結果に基づいて、複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を行うように更に構成されている制御回路を備える、実施例９に記載の超音波外科用器具。
実施例１１．発生器は、複素インピーダンス測定データ点を、関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成された制御回路を備える、実施例１０に記載の超音波外科用器具。
実施例１２．発生器は、
駆動回路に、駆動信号を超音波トランスデューサに印加させることであって、駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
駆動信号の周波数を、電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引することと、
インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、Ｂｅを測定し、かつ記録することと、
測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を行うように更に構成されている、実施例９～１１のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具。
実施例１３．発生器は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成された制御回路を備える、実施例１２に記載の超音波外科用器具。
実施例１４．発生器は、
関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることと、
１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することと、
１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録することと、
関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を行うように更に構成された制御回路を備える、実施例９～１３のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具。
実施例１５．発生器は、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させるように更に構成された制御回路を備える、実施例１４に記載の超音波外科用器具。
実施例１６．発生器は、外科手技中に超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、基準複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成された制御回路を備える、実施例１４～１５のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具。
実施例１７．超音波外科用器具用の発生器であって、発生器は、
制御回路、を備え、制御回路は、
超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
超音波トランスデューサの複素インピーダンスを調整して、関節接合角度に応じて失われたパワーを補償することと、
関節接合角度に基づいて、超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整することと、を行うように構成されている、超音波外科用器具用の発生器。
実施例１８．制御回路は、
超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することであって、複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000029
 として定義されている、ことと、
複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
比較分析の結果に基づいて、複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を行うように更に構成されている、実施例１７に記載の超音波外科用器具用の発生器。
実施例１９．制御回路は、複素インピーダンス測定データ点を、関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成されている、実施例１８に記載の超音波外科用器具用の発生器。
実施例２０．制御回路は、
駆動回路に、駆動信号を超音波トランスデューサに印加させることであって、駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
駆動信号の周波数を、電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引することと、
インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、Ｂｅを測定し、かつ記録することと、
測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を行うように更に構成されている、実施例１７～１９のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具。
実施例２１．制御回路は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、関節接合角度に対応する基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成されている、実施例２０に記載の超音波外科用器具用の発生器。
実施例２２．制御回路は、
関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動させることと、
１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することと、
１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録することと、
関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を行うように更に構成されている、実施例１７～２１のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具用の発生器。
実施例２３．制御回路は、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで超音波トランスデューサを起動するように更に構成されている、実施例２２に記載の超音波外科用器具用の発生器。
実施例２４．制御回路は、外科手技中に超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、基準複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成されている、実施例２２～２３のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具用の発生器。
〔実施の態様〕
（１） 超音波装置に送達されるパワーを補償する方法であって、前記超音波装置は、所定の共振周波数によって定義された電気機械的超音波システムを備え、前記電気機械的超音波システムは、超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備え、前記方法は、
プロセッサ又は制御回路が、超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスの値を調整して、前記関節接合角度に応じて失われたパワーを補償することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記関節接合角度に基づいて、前記超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整することと、を含む、方法。
（２） プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することは、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することであって、前記複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000030
 として定義されている、ことと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記比較分析の結果に基づいて、前記複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記比較分析の前記結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することは、前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記複素インピーダンス測定データ点を、前記関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することを含む、実施態様２に記載の方法。
（４） プロセッサ又は制御回路が、関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することは、
駆動回路が、前記超音波トランスデューサに駆動信号を印加することであって、前記駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
プロセッサ又は制御回路が、前記駆動信号の前記周波数を、前記電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、インピーダンス／アドミッタンス円変数（impedance/admittance circle variables）Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記プロセッサ又は前記制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することは、前記プロセッサ又は前記制御回路が、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、前記関節接合角度に対応する基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することを含む、実施態様４に記載の方法。
（６） 前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させることと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
前記プロセッサ又は前記制御回路が、前記基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（７） 前記プロセッサ又は前記制御回路が、あるエネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させることは、前記プロセッサ又は前記制御回路が、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させることを含む、実施態様６に記載の方法。
（８） 前記基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することは、外科手技中に前記超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、前記基準複素インピーダンス特性パターンを記憶することを含む、実施態様６に記載の方法。
（９） 超音波外科用器具であって、
超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムと、
前記超音波トランスデューサにパワーを供給するように構成された発生器であって、前記発生器は、
超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを調整して、前記関節接合角度に応じて失われたパワーを補償することと、
前記関節接合角度に基づいて、前記超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整することと、を行うように構成されている制御回路を備える、発生器と、を備える、超音波外科用器具。
（１０） 前記発生器は、
前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することであって、前記複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000031
 として定義されている、ことと、
複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
前記複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
前記比較分析の結果に基づいて、前記複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
前記比較分析の前記結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を行うように更に構成された制御回路を備える、実施態様９に記載の超音波外科用器具。
（１１） 前記発生器は、前記複素インピーダンス測定データ点を、前記関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成された制御回路を備える、実施態様１０に記載の超音波外科用器具。
（１２） 前記発生器は、
駆動回路に、駆動信号を前記超音波トランスデューサに印加させることであって、前記駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
前記駆動信号の前記周波数を、前記電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引することと、
インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録することと、
測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
前記比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を行うように更に構成された制御回路を備える、実施態様９に記載の超音波外科用器具。
（１３） 前記発生器は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、前記関節接合角度に対応する基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成された制御回路を備える、実施態様１２に記載の超音波外科用器具。
（１４） 前記発生器は、
前記関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させることと、
前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することと、
前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録することと、
関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
前記基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を行うように更に構成された制御回路を備える、実施態様９に記載の超音波外科用器具。
（１５） 前記発生器は、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させるように更に構成された制御回路を備える、実施態様１４に記載の超音波外科用器具。
（１６） 前記発生器は、外科手技中に前記超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、前記基準複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成された制御回路を備える、実施態様１４に記載の超音波外科用器具。
（１７） 超音波外科用器具用の発生器であって、前記発生器は、
制御回路を備え、前記制御回路は、
超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを調整して、前記関節接合角度に応じて失われたパワーを補償することと、
前記関節接合角度に基づいて、前記超音波トランスデューサに付与されるパワーを調整することと、を行うように構成されている、超音波外科用器具用の発生器。
（１８） 前記制御回路は、
前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することであって、前記複素インピーダンスは、
Figure 0007289844000032
 として定義されている、ことと、
複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
前記複素インピーダンス測定データ点を、基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
前記比較分析の結果に基づいて、前記複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
前記比較分析の前記結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を行うように更に構成されている、実施態様１７に記載の超音波外科用器具用の発生器。
（１９） 前記制御回路は、前記複素インピーダンス測定データ点を、前記関節接合角度に対応する基準複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成されている、実施態様１８に記載の超音波外科用器具用の発生器。
（２０） 前記制御回路は、
駆動回路に、駆動信号を前記超音波トランスデューサに印加させることであって、前記駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
前記駆動信号の前記周波数を、前記電気機械的超音波システムの共振未満から共振超に掃引することと、
インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録することと、
測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
前記比較分析の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を行うように更に構成されている、実施態様１７に記載の超音波外科用器具用の発生器。
（２１） 前記制御回路は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、前記関節接合角度に対応する基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成されている、実施態様２０に記載の超音波外科用器具用の発生器。
（２２） 前記制御回路は、
前記関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させることと、
前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、前記超音波トランスデューサの複素インピーダンスを測定することと、
前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の複素インピーダンス測定値を記録することと、
関節接合角度に応じて、基準複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
前記基準複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を行うように更に構成されている、実施態様１７に記載の超音波外科用器具用の発生器。
（２３） 前記制御回路は、治療エネルギーレベル又は非治療エネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動するように更に構成されている、実施態様２２に記載の超音波外科用器具用の発生器。
（２４） 前記制御回路は、外科手技中に前記超音波器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、前記基準複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成されている、実施態様２２に記載の超音波外科用器具用の発生器。

Claims (14)

  1. 超音波外科用器具であって、
    超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムと、
    前記超音波トランスデューサに電気的パワーを供給するように構成された発生器であって、前記発生器は、
    前記超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な前記超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
    前記超音波トランスデューサの電気的複素インピーダンスを調整して、前記関節接合角度に応じて失われた電気的パワーを補償することと、
    前記関節接合角度に基づいて、前記超音波トランスデューサに付与される電気的パワーを調整することと、を行うように構成されている制御回路を備える、発生器と、を備える、超音波外科用器具。
  2. 前記発生器は、
    前記超音波トランスデューサの電気的複素インピーダンスを測定することであって、前記電気的複素インピーダンスは、
    Figure 0007289844000033
     として定義されている、ことと、
    電気的複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
    前記電気的複素インピーダンス測定データ点を、基準電気的複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
    前記比較の結果に基づいて、前記電気的複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
    前記比較の前記結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を行うように更に構成された制御回路を備える、請求項１に記載の超音波外科用器具。
  3. 前記発生器は、前記電気的複素インピーダンス測定データ点を、前記関節接合角度に対応する基準電気的複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成された制御回路を備える、請求項２に記載の超音波外科用器具。
  4. 前記発生器は、
    駆動回路に、駆動信号を前記超音波トランスデューサに印加させることであって、前記駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
    前記駆動信号の前記周波数を、前記超音波電気機械システムの共振未満から共振超に掃引することと、
    インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録することと、
    測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
    前記比較の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を行うように更に構成された制御回路を備える、請求項１に記載の超音波外科用器具。
  5. 前記発生器は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、前記関節接合角度に対応する基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成された制御回路を備える、請求項４に記載の超音波外科用器具。
  6. 前記発生器は、
    前記関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
    前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させることと、
    前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、前記超音波トランスデューサの電気的複素インピーダンスを測定することと、
    前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の電気的複素インピーダンス測定値を記録することと、
    関節接合角度に応じて、基準電気的複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
    前記基準電気的複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を行うように更に構成された制御回路を備える、請求項１に記載の超音波外科用器具。
  7. 前記発生器は、外科手技中に前記超音波外科用器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、前記基準電気的複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成された制御回路を備える、請求項６に記載の超音波外科用器具。
  8. 超音波外科用器具用の発生器であって、前記発生器は、
    制御回路を備え、前記制御回路は、
    超音波トランスデューサに連結された関節接合可能な超音波ブレードの関節接合角度を判定することと、
    前記超音波トランスデューサの電気的複素インピーダンスを調整して、前記関節接合角度に応じて失われた電気的パワーを補償することと、
    前記関節接合角度に基づいて、前記超音波トランスデューサに付与される電気的パワーを調整することと、を行うように構成されている、超音波外科用器具用の発生器。
  9. 前記制御回路は、
    前記超音波トランスデューサの電気的複素インピーダンスを測定することであって、前記電気的複素インピーダンスは、
    Figure 0007289844000034
     として定義されている、ことと、
    電気的複素インピーダンス測定データ点を受信することと、
    前記電気的複素インピーダンス測定データ点を、基準電気的複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較することと、
    前記比較の結果に基づいて、前記電気的複素インピーダンス測定データ点を分類することと、
    前記比較の前記結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を割り当てることと、を行うように更に構成されている、請求項８に記載の超音波外科用器具用の発生器。
  10. 前記制御回路は、前記電気的複素インピーダンス測定データ点を、前記関節接合角度に対応する基準電気的複素インピーダンス特性パターン内のデータ点と比較するように更に構成されている、請求項９に記載の超音波外科用器具用の発生器。
  11. 前記制御回路は、
    駆動回路に、駆動信号を前記超音波トランスデューサに印加させることであって、前記駆動信号は、大きさ及び周波数によって定義される周期信号である、ことと、
    前記駆動信号の前記周波数を、前記超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムの共振未満から共振超に掃引することと、
    インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを測定し、かつ記録することと、
    測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較することと、
    前記比較の結果に基づいて、エンドエフェクタの関節接合角度を判定することと、を行うように更に構成されている、請求項８に記載の超音波外科用器具用の発生器。
  12. 前記制御回路は、測定されたインピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｅ、Ｇｅ、Ｘｅ、及びＢｅを、前記関節接合角度に対応する基準インピーダンス／アドミッタンス円変数Ｒｒｅｆ、Ｇｒｅｆ、Ｘｒｅｆ、及びＢｒｅｆと比較するように更に構成されている、請求項１１に記載の超音波外科用器具用の発生器。
  13. 前記制御回路は、
    前記関節接合可能な超音波ブレードを、第１の関節接合角度から第２の関節接合角度までの関節接合角度の範囲にわたって１つ以上の所定の角度増分で掃引することと、
    前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、あるエネルギーレベルで前記超音波トランスデューサを起動させることと、
    前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、前記超音波トランスデューサの電気的複素インピーダンスを測定することと、
    前記１つ以上の所定の角度増分のそれぞれにおいて、一連の電気的複素インピーダンス測定値を記録することと、
    関節接合角度に応じて、基準電気的複素インピーダンス特性パターンを生成することと、
    前記基準電気的複素インピーダンス特性パターンをメモリ又はデータベースに記憶することと、を行うように更に構成されている、請求項８に記載の超音波外科用器具用の発生器。
  14. 前記制御回路は、外科手技中に前記超音波外科用器具によってアクセス可能なメモリ又はデータベースに、前記基準電気的複素インピーダンス特性パターンを記憶するように更に構成されている、請求項１３に記載の超音波外科用器具用の発生器。
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